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JPH0772352B2 - Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method - Google Patents
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JPH0772352B2 - Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method - Google Patents

Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method

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JPH0772352B2
JPH0772352B2 JP60252039A JP25203985A JPH0772352B2 JP H0772352 B2 JPH0772352 B2 JP H0772352B2 JP 60252039 A JP60252039 A JP 60252039A JP 25203985 A JP25203985 A JP 25203985A JP H0772352 B2 JPH0772352 B2 JP H0772352B2
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vapor deposition
chemical vapor
chamber
aluminum
hollow article
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、中空物品内面のアルミニウム(Al)コーテイ
ングに係り、特に化学蒸着(以下、CVDという)コーテ
イング装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an aluminum (Al) coating on the inner surface of a hollow article, and more particularly to a chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD) coating apparatus.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

Alコーテイングは、例えば主要成分としてCr、Fe、Niあ
るいはCoを含有する合金の耐食性を改善し、また特にガ
スタービンブレード及びノズルの様な高温度環境におい
て使用されるNi基及びCo基超合金の特性を改善するもの
として、この分野においてはよく知られている。通常の
Alパツクコーテイング法ではAlコーテイングされるべき
部分は、コーテイング材(Al又はAl化合物)とキヤリア
あるいは活性剤(通常ハロゲン化アンモニウムあるいは
ハロゲン化アルカリ金属である)と、Al2O3の様な不活
性充てん剤とを含有するパツク粉末内に埋込まれる。こ
の部材はこの様なパツク粉に埋込まれ、かつ750゜〜125
0℃に加熱されるが、コーテイング層の厚さはこの熱処
理の時間及び温度次第である。この様なAlパツクコーテ
イング法においては、ハロゲン化物はAl源から部材への
Alの移行を容易にするキヤリアあるいは活性剤として作
用する。この様なパツク法を開示している代表的な特許
公報には、特開昭55−82764号、同55−82770号、同55−
115963号、同58−177456号各公報がある。
Al coatings improve the corrosion resistance of alloys containing, for example, Cr, Fe, Ni or Co as major constituents, and of Ni-based and Co-based superalloys used especially in high temperature environments such as gas turbine blades and nozzles. It is well known in the art to improve properties. Normal
In the Al pack coating method, the part to be coated with Al is a coating material (Al or Al compound), a carrier or an activator (usually an ammonium halide or an alkali metal halide), and an inert material such as Al 2 O 3 . It is embedded in a pack powder containing a filler. This member is embedded in such a packing powder, and 750 to 125
Although heated to 0 ° C., the thickness of the coating layer depends on the time and temperature of this heat treatment. In such an Al coating method, the halide is transferred from the Al source to the member.
Acts as a carrier or activator to facilitate the transfer of Al. Representative patent publications disclosing such a packing method include JP-A-55-82764, 55-82770, and 55-82764.
There are 115963 and 58-177456 publications.

内部通路をパツク法を用いてコーテイングしようとした
時には、多くの場合非常に小さい内部通路がパツク粉末
にて充てんされなければならず、また処理後この様な内
部通路は残留するパツク粉末を除去し、清浄化しなけれ
ばならないので、困難に直面する。更にこの様な拡散浸
透法はコーテイング面積に対するパツク粉末の割合によ
つて影響を受ける。したがつて、、内部部材の幾何学形
状がコーテイング層厚さに影響を及ぼす。
When attempting to coat the internal passages using the packing method, in many cases very small internal passages must be filled with packing powder, and after processing such internal passages will remove residual packing powder. Faced with difficulties, because they have to be cleaned. Furthermore, such diffusion and penetration methods are affected by the ratio of pack powder to coating area. Therefore, the geometry of the inner member affects the coating layer thickness.

内部通路をコーテイングする方法として、パツク法によ
る困難を克服しようとしたものにガス相被覆法(Gas Ph
ase Deposition、以下GPD法と略す)がある。チューブ
で互いに連通連続された下部室と上部室からなる包囲体
があり、この下部室内にコーテイング材例えばAlをNaAl
F2の形で粉末状にし、これに触媒を加えた混合粉を充て
んし、他方コーテイングされる物品の中空部分が前記チ
ューブと連通する様に上部室内でチューブ部材上に前記
物品を装着した状態で、この包囲体を炉又は他の適当な
加熱装置内に配置し、パツク粉及びコーテイングされる
物品を加熱し、下部室内の一端から導入されたキヤリア
ガスが前記チューブを経てパツク粉末から気化したガス
を物品中空部内に輸送し、これにより中空物品内面を被
覆する。加熱温度は通常は982゜〜1204℃である。この
様なGPD法を開示している代表的な特許公報には、特公
昭59−19988号公報、米国特許第4148275号明細書があ
る。
As a method of coating the internal passage, the gas phase coating method (Gas Ph
ase Deposition, hereinafter abbreviated as GPD method). There is an enclosure consisting of a lower chamber and an upper chamber which are connected to each other by a tube, and a coating material such as Al and NaAl is contained in the lower chamber.
Powdered in the form of F 2 and filled with a mixed powder containing a catalyst, while the hollow part of the article to be coated is attached to the tube member in the upper chamber so that the hollow portion communicates with the tube. Then, the enclosure is placed in a furnace or other suitable heating device to heat the packing powder and the article to be coated, and the carrier gas introduced from one end in the lower chamber is vaporized from the packing powder through the tube. Are transported into the hollow part of the article, thereby coating the inner surface of the hollow article. The heating temperature is usually 982 ° to 1204 ° C. Representative patent publications disclosing such a GPD method include Japanese Patent Publication No. 59-19988 and US Pat. No. 4,148,275.

内部通路をGPD法でコーテイングを行うとすると、処理
温度が高すぎ、基質の機械的性質を損ねたり、基質の熱
処理を制限することがある。例えばNi基超合金では析出
時効温度は850℃前後であり、より低い被覆処理温度が
望まれる。被覆層の厚さは処理温度及び時間に依存して
おり、パツク粉末からの気化ガス濃度を濃くしようと思
えば、処理温度を高くしなければならず、基質への影響
を考えて処理温度を低くすると、被覆処理時間が長くな
る。またこの方法は単に気化ガスをAr等のキヤリアガス
で被覆されるべき物品中空部内に送る方法であるので、
非常に小さな内部通路を含む物品では場所により流れが
悪くなる部分を生じ、均一膜厚形成上不利である。更に
GPD法は一定温度に加熱された中空物品の中をガスが通
過するので、内部通路が長くなると、ガスの入口側で供
給ガス濃度は高く、出口側に行くに従つて消耗し、逆に
排ガス濃度が高くなつてくる。したがつて、入口側で被
覆膜層が厚く、出口側へ向かつて薄くなる傾向があり、
均一な膜厚を得ることが困難になつてくる。
If the internal passages are coated by the GPD method, the treatment temperature is too high, which may impair the mechanical properties of the substrate or limit the heat treatment of the substrate. For example, in Ni-based superalloys, the precipitation aging temperature is around 850 ° C, and a lower coating treatment temperature is desired. The thickness of the coating layer depends on the treatment temperature and time, and if it is desired to increase the concentration of vaporized gas from the pack powder, the treatment temperature must be increased, and the treatment temperature should be adjusted considering the influence on the substrate. The lower the length, the longer the coating treatment time. Also, since this method is simply a method of sending the vaporized gas into the hollow portion of the article to be coated with a carrier gas such as Ar,
In the case of an article including a very small internal passage, there is a portion where the flow deteriorates depending on the location, which is disadvantageous in forming a uniform film thickness. Further
In the GPD method, the gas passes through the hollow article heated to a constant temperature, so if the internal passage becomes long, the concentration of the supplied gas is high at the gas inlet side and is exhausted as it goes to the outlet side. The concentration becomes higher. Therefore, the coating film layer is thick on the inlet side and tends to be thin toward the outlet side.
It becomes difficult to obtain a uniform film thickness.

3価のハロゲン化アルミニウムの不均化反応(dispropo
rtionation)を利用したCVD法は公知の方法であり、こ
の方法を開示した代表的な特許公報にはオーストラリア
国特許第182024号明細書がある。この特許によればワイ
ヤー等の表面にAl被覆する実施例に基づき、不均化反応
を利用したCVD方法を中心に開示されたものである。そ
のほか上述のCVD法を電気材料用配線材料の薄膜形成方
法として、低温度範囲に限定して開示した特許公報があ
り、その代表例は特公昭59−48952号公報である。いず
れにしても例えば主要成分として、Cr、Fe、Niあるいは
Coを含有する合金等の中空物品内面に、不均化反応を利
用したCVD法で、低温で、均一膜厚分布で、迅速被覆す
る装置を開示した特許公報はなく、この様な装置の開発
が望まれていた。
Disproportionation reaction of trivalent aluminum halide (dispropo
The CVD method utilizing rtionation) is a known method, and a typical patent publication disclosing this method is Australian Patent No. 182024. According to this patent, a CVD method utilizing a disproportionation reaction is mainly disclosed based on an example in which the surface of a wire or the like is coated with Al. In addition, there is a patent publication which discloses the above-mentioned CVD method as a method for forming a thin film of a wiring material for an electric material by limiting it to a low temperature range, and its representative example is JP-B-59-48952. In any case, for example, as the main component, Cr, Fe, Ni or
There is no patent publication disclosing a device for rapid coating on the inner surface of a hollow article such as an alloy containing Co by a CVD method utilizing a disproportionation reaction, at a low temperature, with a uniform film thickness distribution, and the development of such a device. Was desired.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的はハロゲン化合物の不均化反応を利用した
CVDコーテイング法により、複雑な内部通路を有する中
空物品の内面を、低温で、均一な膜厚で迅速に被覆する
装置及び方法を提供することにある。
The object of the present invention utilizes the disproportionation reaction of halogen compounds.
An object of the present invention is to provide a device and a method for rapidly coating the inner surface of a hollow article having a complicated internal passage by a CVD coating method at a low temperature with a uniform film thickness.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明を概説すれば、本発明はCVD装置に関する発明で
あつて、常圧以下の圧力下、3価のハロゲン化アルミニ
ウムと金属Alとの反応で1価のハロゲン化アルミニウム
を生成させるガス変成室と、該1価のハロゲン化アルミ
ニウムを3価のハロゲン化アルミニウムと金属Alに分解
し、該金属Alを1000℃以下の温度領域に保持した中空物
品の内面に析出させ、同時に拡散浸透させるCVD反応室
とを包含するCVD装置において、該両室は独立してい
て、該物品の中空部分が該ガス変成室とチューブ部材に
より連通するように配置されており、かつ両室には、各
々独立した温度調節設備が設けられていることを特徴と
する。
Briefly describing the present invention, the present invention relates to a CVD apparatus, which is a gas shift chamber for producing a monovalent aluminum halide by a reaction between a trivalent aluminum halide and a metal Al under a pressure below atmospheric pressure. And a CVD reaction in which the monovalent aluminum halide is decomposed into trivalent aluminum halide and metallic Al, and the metallic Al is deposited on the inner surface of a hollow article kept in a temperature range of 1000 ° C. or lower and simultaneously diffused and permeated. In a CVD apparatus including a chamber, the chambers are independent of each other, the hollow portion of the article is arranged to communicate with the gas shift chamber by a tube member, and the chambers are independent of each other. It is characterized in that temperature control equipment is provided.

また、本発明は中空物品のアルミニウムコーテイング方
法に関する発明であって、常圧以下の圧力下、3価のハ
ロゲン化アルミニウムと金属Alとの反応で1価のハロゲ
ン化アルミニウムを生成させるガス変成工程、該1価の
ハロゲン化アルミニウムを3価のハロゲン化アルミニウ
ムと金属Alに分解する工程、及び該金属Alを800〜1000
℃の高温に保持した中空物品の内面に析出させ、同時に
拡散浸透させる化学蒸着反応工程を包含することを特徴
とする。
The present invention is also an invention relating to a method for coating a hollow article with aluminum, which comprises a gas conversion step of producing monovalent aluminum halide by the reaction of trivalent aluminum halide and metal Al under a pressure of atmospheric pressure or less, A step of decomposing the monovalent aluminum halide into trivalent aluminum halide and metal Al, and 800 to 1000
It is characterized in that it includes a chemical vapor deposition reaction step of depositing on the inner surface of the hollow article kept at a high temperature of ° C, and at the same time diffusing and permeating.

下記(1)式にハロゲン化合物の不均化反応における反
応式を示す。
The reaction formula in the disproportionation reaction of a halogen compound is shown in the following formula (1).

AlX3+2Al3AlX …(1) (ここでAlX3は3価のハロゲン化アルミニウム、AlXは
1価のハロゲン化アルミニウムである) 以下上記X=Clの場合について説明する。例えば中空物
品の内面コーテイングの原料として塩化アルミニウム
(AlCl3)及び金属Alを用いたとすると、AlとAlCl3の反
応において、(1)式に示される不均化反応の右方向へ
の進行は吸熱反応であるため、高温・減圧化にてAlClを
盛んに生成する。
AlX 3 + 2Al3AlX (1) (where AlX 3 is trivalent aluminum halide and AlX is monovalent aluminum halide) Hereinafter, the case where X = Cl will be described. For example, if aluminum chloride (AlCl 3 ) and metallic Al are used as the raw materials for the inner surface coating of hollow articles, in the reaction between Al and AlCl 3 , the disproportionation reaction shown in the formula (1) proceeds to the right is an endothermic reaction. Since it is a reaction, AlCl is actively produced at high temperature and reduced pressure.

一方、低温領域では反応は左辺へ進行し、AlClがAlを放
出し、AlCl3の安定な状態となるため、該放出Alが中空
物品内面に被膜を形成する。
On the other hand, in the low temperature region, the reaction proceeds to the left side, AlCl releases Al, and AlCl 3 becomes a stable state, so the released Al forms a film on the inner surface of the hollow article.

ここで右方向の反応でできたAlXと左方向の反応ででき
たAlX3を混在させず、能率よく被膜形成を行うために、
ソースガスAlX3と金属Alを反応させるガス変成室を、
(1)式の逆反応によりAlClがAlを放出し、安定なAlCl
3となるCVD反応室から隔離・密閉した。
In order to efficiently form a film without mixing AlX made by the reaction in the right direction and AlX 3 made by the reaction in the left direction here,
A gas conversion chamber that reacts the source gas AlX 3 with metallic Al,
AlCl releases Al due to the reverse reaction of equation (1), and stable AlCl
It was isolated and sealed from the CVD reaction chamber ( 3 ).

(1)式で右方向の反応は高温で行われ、左方向の反応
は低温で行われるので、AlXが形成されるガス変成室に
は、CVD反応室とは別系統の専用加熱源を用いた。以上
が本発明装置の主要点である。
In the equation (1), the reaction in the right direction is performed at a high temperature, and the reaction in the left direction is performed at a low temperature. Therefore, a dedicated heat source separate from the CVD reaction chamber is used for the gas shift chamber where AlX is formed. I was there. The above is the main point of the device of the present invention.

そして、本発明装置においては、下記のような各設備を
設けることが好適である。
Further, in the device of the present invention, it is preferable to provide the following facilities.

Al析出反応は低温で行われることと、比較的長い内部通
路を有する中空物品の内面被膜では、入口側でAlXが濃
く、出口側では逆にAlXが少なく、排ガスのAlX3が多く
なること故に、この中空物品の通路に沿つて、長手方向
に温度勾配をつける構造にし、かつ中空物品内のガス出
口側に接近した部分にガス捕集口を設け、ポンプにより
排気する構造にし、通路内のガスの流れを制御し、内部
通路内の膜厚分布を均一にする。
Since the Al precipitation reaction is carried out at a low temperature, and in the inner surface coating of the hollow article having a relatively long internal passage, AlX is thick on the inlet side, AlX is small on the contrary on the outlet side, and AlX 3 in the exhaust gas is large. Along the passage of this hollow article, there is a structure in which there is a temperature gradient in the longitudinal direction, and a gas collection port is provided in the hollow article near the gas outlet side, and a structure for exhausting with a pump is provided. The gas flow is controlled to make the film thickness distribution in the internal passage uniform.

次にこの様なハロゲン化合物の不均化反応を用いたCVD
ではガス変成室とAl析出を行うCVD反応室の間を連通す
るチューブが長すぎては、高温で形成されたAlXが途中
のチューブ内でAlX3に戻ってしまうことがある故に、両
室を上下の位置関係で接近して配置し、またガス変成室
は室容積を大きくとり、AlX生成量を大量化し、生成し
たAlXをCVD反応室へ均一に、短いチューブ長さで、速か
に輸送するために、中空物品及び/又は同物品の支持台
と同一法線上にリング状の室からなる構造にする 本発明装置はどちらかというと中空物品が直線的なもの
に対しては、均一コーテイング膜厚分布を得ることは容
易であるが、中空物品がリターンフロー型になつてくる
と、内部通路に沿つた温度勾配をつけるために、少々の
工夫が必要である。例えば (i) 中空物品自体に電気を流し、通電加熱方式にす
れば、電極の数を増やしたり、中空物品の断面肉厚を制
御したりすることにより、望ましい温度勾配をつけるこ
とができる。例えば管全長で容易に温度検出ができれ
ば、ミニコン等で通電々流の制御も可能になる。
Next, CVD using such disproportionation reaction of halogen compounds
However, if the tube that connects the gas shift chamber and the CVD reaction chamber that performs Al precipitation is too long, AlX formed at high temperature may return to AlX 3 in the middle tube, so both chambers may They are placed close to each other in a vertical positional relationship, and the gas shift chamber has a large chamber volume to increase the amount of AlX produced, and the produced AlX is transported uniformly to the CVD reaction chamber quickly with a short tube length. In order to achieve this, the hollow article and / or the support base of the article is structured to have a ring-shaped chamber on the same normal line. Although it is easy to obtain the film thickness distribution, when the hollow article becomes a return flow type, some ingenuity is required to provide a temperature gradient along the internal passage. For example, (i) If electricity is applied to the hollow article itself and an electric heating method is used, a desired temperature gradient can be provided by increasing the number of electrodes or controlling the cross-sectional wall thickness of the hollow article. For example, if the temperature can be easily detected over the entire length of the tube, it is possible to control the electric current flow with a minicomputer or the like.

(ii) そのほかコーテイングされるべき物品が多数あ
ればその形状に合つた専用加熱体をつくることも可能で
ある。(i),(ii)いずれにせよ、内部通路に沿つて
温度勾配をつけることは必ずしも技術的に難しくない。
(Ii) In addition, if there are many articles to be coated, it is possible to create a dedicated heating element that matches the shape. In any case of (i) and (ii), it is not technically difficult to form a temperature gradient along the internal passage.

以下、本発明装置を図面に基づいて具体的に説明する。Hereinafter, the device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は、本発明装置の1例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an example of the device of the present invention.

第1図に示した装置はキヤリアガスAr又はH2流量をコン
トロールするガスコントローラ1、AlCl3をガス化する
容器2、溶融Al3、AlCl3とAlを反応させてAlClを作成す
るガス変成室4、コーテイングされるべき中空物品5、
中空物品を支える支持台6、排ガス捕集口7、真空ポン
プ8、ガス変成室用電気炉9、多段式電気炉10、マツフ
ル11、CVD反応室12、ガス変成室と中空物品内面とを連
通するチューブ13とから構成される。
Gas controller 1 apparatus shown in Figure 1 is to control Kiyariagasu Ar or H 2 flow, container 2 of AlCl 3 to gasification, melting Al @ 3, AlCl 3 and is reacted Al gas shift chamber 4 to create AlCl, Hollow article 5 to be coated,
Support 6 for supporting hollow articles, exhaust gas collection port 7, vacuum pump 8, electric furnace 9 for gas shift chamber, multi-stage electric furnace 10, matsufuru 11, CVD reaction chamber 12, gas shift chamber and communication between hollow article inner surface And a tube 13 that

従来横型の石英管などの内部に高温部(H)に溶融Al
を、低温部(L)にコーテイングされるべきサンプルを
おいて、石英管のH側の一端からキヤリアガスによつ
て、ソースガスAlCl3を輸送してきて、高温部で溶融Al
と反応させAlClを形成し、このガスを低温部のサンプル
上に導き、Alを析出させていた。この方法ではソース及
び排ガスのAlCl3とCVD反応ガスAlClが混ざつてしまい、
効率よいCVDができなかつた。本発明ではガス変成室をC
VD反応室から分離、密閉することによりこの欠点を改善
した。ガス変成室をCVD反応室と別系統の温度制御をす
ると共に、CVD反応室を多段式電気炉で加熱制御し、被
覆されるべき物品の長手方向に温度勾配をつけた。また
中空物品の排ガス出口に接近してガス捕集口を設け、真
空ポンプで排気し、中空物品内のガスの流れを制御し
た。これによりコーテイング膜厚分布が均一化した。
Conventionally melted Al at high temperature (H) inside a horizontal quartz tube
The sample to be coated is placed in the low temperature part (L), the source gas AlCl 3 is transported by the carrier gas from one end on the H side of the quartz tube, and the molten Al is melted in the high temperature part.
Was reacted with to form AlCl, and this gas was introduced onto the sample in the low temperature portion to precipitate Al. In this method, the source and exhaust gas AlCl 3 and the CVD reaction gas AlCl are mixed,
I couldn't do efficient CVD. In the present invention, the gas shift chamber is
This defect was ameliorated by separating and sealing from the VD reaction chamber. The temperature of the gas shift chamber was controlled separately from that of the CVD reaction chamber, and the CVD reaction chamber was heated and controlled by a multi-stage electric furnace to provide a temperature gradient in the longitudinal direction of the article to be coated. In addition, a gas collection port was provided near the exhaust gas outlet of the hollow article, and the gas was exhausted by a vacuum pump to control the gas flow in the hollow article. This made the coating film thickness distribution uniform.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to this.

実施例1 第2図に、前記第1図に示した装置を用いてコーテイン
グした場合の膜厚分布の1例を示す。すなわち第2図
は、中空物品の管長約90〜150mmでの管断面Alコーテイ
ング膜厚(蒸着プラス拡散層)の分布を、ガス入口から
の距離(mm、横軸)と膜厚(μm)及び管内温度(℃)
(縦軸)との関係で示したグラフである。
Example 1 FIG. 2 shows an example of the film thickness distribution in the case of coating using the apparatus shown in FIG. That is, Fig. 2 shows the distribution of the Al coating film thickness (deposition plus diffusion layer) on the cross section of the tube when the tube length of the hollow article is about 90 to 150 mm, the distance from the gas inlet (mm, horizontal axis) and the film thickness (μm) and Pipe temperature (℃)
It is a graph shown in relation to (vertical axis).

内径約5mmφのNi−Cr合金管内面にキヤリアガスArを用
い、ガス化されたAlCl3を1000℃に加熱されたガス変成
室に送り、試料温度を840〜930℃に変化させて管内面に
AlをCVDし、同時に拡散浸透させた。排気はロータリポ
ンプで行い、CVD反応室内で10数トルに保つた。その結
果、コーテイング膜厚(蒸着プラス拡散層)は、管長60
mmにおいて、10±1μmの範囲にあつた。温度勾配はガ
ス上流で低く、下流で高い場合である。
Carrier gas Ar was used on the inner surface of the Ni-Cr alloy tube with an inner diameter of about 5 mmφ, and gasified AlCl 3 was sent to the gas shift chamber heated to 1000 ° C, and the sample temperature was changed to 840 to 930 ° C and the inner surface of the tube was changed.
Al was CVD-deposited and simultaneously diffused and permeated. Evacuation was done with a rotary pump and kept at 10 torr in the CVD reaction chamber. As a result, the coating thickness (deposition plus diffusion layer) is 60 tubes long.
In mm, it was in the range of 10 ± 1 μm. The temperature gradient is low in the gas upstream and high in the gas downstream.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、比較的長い内部
通路に対しても均一な膜厚分布が得られる。そして、ガ
ス変成室を拡張し、ガス変成室と中空物品とを連通する
チューブの数を増加することにより、一度に多数の中空
物品の内面を、均一な膜厚分布を損うことなく、被覆す
ることができる。しかも、CVD反応ガスであるAlXの利用
効率が高まり、CVD速度が早くなるという顕著な効果を
奏することができる。
As described above, according to the present invention, a uniform film thickness distribution can be obtained even in a relatively long internal passage. Then, by expanding the gas shift chamber and increasing the number of tubes that communicate the gas shift chamber with the hollow articles, the inner surfaces of many hollow articles are coated at one time without impairing the uniform film thickness distribution. can do. Moreover, the utilization efficiency of AlX, which is a CVD reaction gas, is increased, and the remarkable effect that the CVD rate is increased can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明装置の1例の断面図、第2図は中空物品
の管長約90〜150mmの内面に第1図に示した装置によりC
VDを行つたときの管断面Alコーテイング膜厚の分布を、
反応ガスの流れ方向と管の温度勾配との関係で示したグ
ラフである。 1:ガスコントローラ、2:AlCl3容器、3:Al、4:ガス変成
室、5:中空物品、6:支持台、7:排ガス捕集口、8:真空ポ
ンプ、9:電気炉、10:多段式電気炉、11:マツフル、12:C
VD反応室、13:チューブ
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the device of the present invention, and FIG. 2 is a hollow article having a tube length of about 90 to 150 mm, which is formed by the device shown in FIG.
The distribution of the Al coating thickness of the cross section of the pipe when VD is performed,
6 is a graph showing a relationship between a flow direction of a reaction gas and a temperature gradient of a tube. 1: Gas controller, 2: AlCl 3 container, 3: Al, 4: Gas shift chamber, 5: Hollow article, 6: Support base, 7: Exhaust gas collection port, 8: Vacuum pump, 9: Electric furnace, 10: Multi-stage electric furnace, 11: Matsufuru, 12: C
VD reaction chamber, 13: tube

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】常圧以下の圧力下、3価のハロゲン化アル
ミニウムと金属アルミニウムとの反応で1価のハロゲン
化アルミニウムを生成させるガス変成室と、該1価のハ
ロゲン化アルミニウムを3価のハロゲン化アルミニウム
と金属アルミニウムに分解し、該金属アルミニウムを10
00℃以下の温度領域に保持した中空物品の内面に析出さ
せ、同時に拡散浸透させる化学蒸着反応室とを包含する
化学蒸着装置において、該両室は独立していて、該物品
の中空部分が該ガス変成室とチユーブ部材により連通す
るように配置されており、かつ両室には、各々独立した
温度調節設備が設けられていることを特徴とする化学蒸
着装置。
1. A gas shift chamber for producing monovalent aluminum halide by the reaction of trivalent aluminum halide and metallic aluminum under a pressure below atmospheric pressure, and the monovalent aluminum halide is converted into trivalent aluminum halide. Decomposes into aluminum halide and metallic aluminum.
In a chemical vapor deposition apparatus including a chemical vapor deposition reaction chamber which is deposited on the inner surface of a hollow article held in a temperature range of 00 ° C. or lower and simultaneously diffuses and permeates, both chambers are independent, and the hollow portion of the article is A chemical vapor deposition device, which is arranged so as to communicate with a gas shift chamber by a tube member, and both chambers are provided with independent temperature control equipment.
【請求項2】該化学蒸着反応室における温度調節設備
は、該物品の長手方向に沿って微細な温度調節が可能な
設備である特許請求の範囲第1項記載の化学蒸着装置。
2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the temperature control equipment in the chemical vapor deposition reaction chamber is equipment capable of fine temperature control along the longitudinal direction of the article.
【請求項3】該化学蒸着反応室には、減圧排ガス捕集設
備が設けられている特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の化学蒸着装置。
3. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the chemical vapor deposition reaction chamber is provided with a reduced pressure exhaust gas collecting facility.
【請求項4】該両室は上下の位置関係にある特許請求の
範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の化学蒸着装置。
4. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the two chambers have a vertical positional relationship.
【請求項5】該中空物品は該ガス変成室の上方にある特
許請求の範囲第4項記載の化学蒸着装置。
5. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the hollow article is above the gas shift chamber.
【請求項6】該中空物品は該ガス変成室の下方にある特
許請求の範囲第4項記載の化学蒸着装置。
6. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the hollow article is below the gas shift chamber.
【請求項7】該ガス変成室は、該中空物品及び/又は該
中空物品支持台と同一法線上に配置されたリング状の構
造を持つ室である特許請求の範囲第5項又は第6項記載
の化学蒸着装置。
7. The gas shift chamber is a chamber having a ring-shaped structure which is arranged on the same normal line as the hollow article and / or the hollow article support base, and the gas shift chamber has a ring-shaped structure. The chemical vapor deposition apparatus described.
【請求項8】常圧以下の圧力下、3価のハロゲン化アル
ミニウムと金属アルミニウムとの反応で1価のハロゲン
化アルミニウムを生成させるガス変成工程、該1価のハ
ロゲン化アルミニウムを3価のハロゲン化アルミニウム
と金属アルミニウムに分解する工程、及び該金属アルミ
ニウムを800〜1000℃の高温に保持した中空物品の内面
に析出させ、同時に拡散浸透させる化学蒸着反応工程を
包含することを特徴とする中空物品のアルミニウムコー
テイング方法。
8. A gas conversion step for producing monovalent aluminum halide by the reaction of trivalent aluminum halide and metallic aluminum under a pressure of atmospheric pressure or less, wherein the monovalent aluminum halide is trivalent halogen. Hollow article characterized by including a step of decomposing into aluminum oxide and metallic aluminum, and a chemical vapor deposition reaction step of precipitating the metallic aluminum on the inner surface of the hollow article held at a high temperature of 800 to 1000 ° C. and simultaneously diffusing and permeating it. Aluminum coating method.
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