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Tips For Thermally Evaporating Aluminum

16. Juni 2020 | Verfasser: KJLC Blog

By far one of the most common questions that we receive from various users is how to thermally evaporate Aluminum. Aluminum is very commonly evaporated for various applications and can be somewhat problematic. Through some internal experience and through with working with various customers, we recommend two ways to approach thermal evaporation of aluminum.

Thin width, thick gauge, high current tungsten boat

Ein Ansatz besteht darin, ein schmales, Hochstrom-Wolfram-Schiffchen mit dickem Blech zu verwenden, wie unser EVS20A015W. Wir konnten unter Verwendung dieses speziellen Schiffchens erfolgreich Aluminium in Schichtdicken größer 3.000 Angström pro Durchlauf zu verdampfen, mit Raten von mehr als 30 Angström pro Sekunde Es können mehrere Durchläufe pro Schiffchen (ungefähr 4) mit jeweils zwei 1/4" X 1/4" Pellets im Schiffchen pro Durchlauf durchgeführt werden. Im Allgemeinen ist die Stromaufnahme aus dem Schiffchen von Durchlauf zu Durchlauf sehr konstant. Es ist wichtig, keine Last auf das Schiffchen auszuüben, wenn man die Kammer belüftet, um mehr Pellets nachzufüllen, denn das Schiffchen wird bereits nach dem ersten Verdampfungsdurchlauf brüchig. Obwohl die Schiffchen häufig ausgetauscht werden müssen (ein dickeres Schiffchen zögert nur das unvermeidliche Reißen hinaus), sind sie in der Regel kostengünstig. Die beim Austauschen der Schiffchen auftretenden Ausfallzeiten sollten jedoch bei der Verwendung dieser Methode berücksichtigt werden.

Shielded crucible heater with tall, intermetallic crucible

Die zweite Empfehlung besteht darin, eine abgeschirmte Tantaltiegelheizung mit einem großen intermetallischen Schmelztiegel zu verwenden. Intermetallische Schmelztiegel bestehen aus Titanborid (TiB2) und Bornitrid (BN). Diese Werkstoffkombination funktioniert gut mit Aluminium, da der Werkstoff sowohl elektrisch leitfähig ist und dessen Oberfläche von Aluminium nicht benetzt wird. Die Festigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit des Schmelztiegels verhindern so das Überlaufen des Werkstoffs und ein Brechen des Tiegels. Bei der Installation des Heizelements muss sehr sorgfältig vorgegangen werden, um zu verhindern, dass sich die äußeren Schirme verziehen, was zu einem Kurzschluss im Heizelement führen und so ein Brechen der Schweißverbindungen verursachen kann. Die Heizung sollte zwischen den Kontakten zentriert sein und die äußere Abschirmung darf die Leitungen nicht berühren.

Richtig – Tiegelheizung zentriert, äußere Abschirmung ohne Kontakt zu den Leitungen

Falsch – Tiegelheizung außerhalb der Mitte, Schirmung in Kontakt mit Leitungen/Innenschirmung

Einige unserer Produktionskunden haben angegeben, dass sie bis zu 10-15 Durchläufe unter Verwendung intermetallischer Tiegel erreichen konnten. Diese Anwender sind sehr erfahren in der thermischen Verdampfung von Aluminium in großen Mengen. Daher haben sie ihre Prozesse verfeinert, sodass diese Ergebnisse möglicherweise nicht bei allen Anwendungen typisch sind. An example of a heater-crucible set-up would be our EVCH1 or EVCH10 paired with EVC9INTSPL01 when using one of our vacuum systems.

Schlagwörter:
Vakuumwissenschaft Depositionsmaterialien Depositionsverfahren

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