Hinweise zum Aluminiumoxid (AI)-Verdampfungsprozess

Thermisches Verdampfen von Aluminium (Al)

Es ist wichtig, anzumerken, dass Aluminium die Tendenz hat, mit Refraktärmetallen zu legieren, was während des Elektronenstrahl- oder thermischen Verdampfens Risse in Metalltiegeln und -schiffchen verursacht.

Hier sind zwei Methoden zum thermischen Verdampfen von Aluminium.

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.

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.

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. Ein Beispiel für eine Zusammenstellung von Heizer und Tiegel bei Verwendung eines unserer Vakuumsysteme wären unsere EVCH1 oder EVCH10 zusammen mit EVC9INTSPL01.

Die Blitzverdampfung von Aluminium ist eine übliche Methode zur Deposition großer Aluminiummengen, insbesondere in der Automobilbeleuchtung und der dekorativen Industrie. Aluminiumstücke (Drähte, Canes, Spulen usw.) werden auf Wolframfäden aufgebracht. Die Filamente sind mit elektrischen Durchführungen verbunden. Wenn ein ausreichender Strom angelegt wird, verdampft das Aluminium augenblicklich (Flash). In einem Depositionssystem sind im allgemeinen viele Filamente verbunden, wodurch eine große Anzahl von Substraten gleichzeitig beschichtet werden kann. Es sollte beachtet werden, dass nicht alle 100 % des Aluminiums verdampfen. Ein Teil „benetzt“ das Wolfram. Nach mehreren Läufen bricht das Filament und muss ersetzt werden.

Die Tiegel sollten an einem kühlen, trockenen Ort gelagert und immer mit Handschuhen oder Pinzetten gehandhabt werden.

Elektronenstrahlverdampfung von Aluminium (Al)

Es ist wichtig, anzumerken, dass Aluminium die Tendenz hat, mit Refraktärmetallen zu legieren, was während des Elektronenstrahl- oder thermischen Verdampfens Risse in Metalltiegeln und -schiffchen verursacht.

Wie bei der thermischen Verdampfung empfehlen wir, einen intermetallischen Tiegel zu verwenden, wenn der Elektronenstrahl Aluminium verdampft, da das Tiegelmaterial über einzigartige Leitfähigkeits- und Schmiereigenschaften verfügt. Ein wichtiger Prozesshinweis beim Elektronenstrahlverdampfen ist die Beachtung des richtigen Füllvolumens. Wir stellen fest, dass der Schmelzpegel des Aluminiums im Tiegel direkten Einfluss auf den Erfolg der Verwendung des Tiegeleinsatzes hat. Ein Überfüllen des Tiegels führt dazu, dass der Werkstoff überläuft und einen elektrischen Kurzschluss zwischen Liner und Heizer erzeugt. Das Resultat ist die Entstehung von Rissen im Tiegel. Dies ist die häufigste Ursache für den Ausfall von Tiegeleinsätzen. Den Tiegeleinsatz zu wenig zu befüllen oder zu viel zu verdampfen bevor wieder nachgefüllt wird, kann für den Prozess ebenso nachteilig sein. Wenn der Schmelzpegel unter 30 % fällt, trifft der Elektronenstrahl mit hoher Wahrscheinlichkeit Boden oder Wände des Tiegels, was sofort zu einem Bruch führt. Unsere Empfehlung ist, den Tiegel zwischen 2/3 und 3/4 zu füllen, um diese Schwierigkeiten zu verhindern. Während unsere Kunden berichten, dass Aluminium aus intermetallischen Schmelztiegeln herausläuft, behaupten andere, dass FABMATE^®-Tiegel länger halten. Es ist wichtig zu erwähnen, dass die meisten FABMATE-Tiegel billiger sind, als intermetallische Tiegel.

Es besteht die Gefahr einer Verunreinigung der Schichten mit Aluminiumcarbid, wenn höhere Leistungen während der Verdampfung verwendet werden. Die hohe Strahlleistung verursacht eine erhöhte thermische Belastung des Tiegels und Kohlenstoff der Tiegeleinsätze kann in die Aluminiumschmelze gelangen. Der Nachweis dieses Vorkommens ist in der Regel eine transparente, gelbliche Schicht, die die Oberfläche der Schmelze bedeckt. Die Aufdampfrate wird absinken und die natürliche Reaktion besteht darin, die Leistung zu erhöhen. Dies verschärft jedoch nur das Problem. Wenn Sie vom Beginn des Prozesses an niedrigere Strahlleistungen anwenden, können Sie diese Bedrohung minimieren.

Die Tiegel sollten an einem kühlen, trockenen Ort gelagert und immer mit Handschuhen oder Pinzetten gehandhabt werden.

Füllmengenrechner für Tiegeleinsätze für Elektronenstrahlverdampfer

Anleitung:
Geben Sie das Volumen des Tiegeleinsatzes ein, wählen Sie den Werkstoff (falls nicht im Menü verfügbar, geben Sie die Materialdichte manuell in g/cm³ein) und tragen Sie die Füllrate in % ein.

KJLC empfiehlt eine Füllrate zwischen 67-75 %. Ein Überfüllen des Tiegels führt dazu, dass der Werkstoff überläuft und einen elektrischen Kurzschluss zwischen dem Liner und dem Heizer verursacht, wodurch der Tiegel reißt. Wenn zu wenig Material in den Tiegel gegeben wird oder der Schmelzpegel zu niedrig wird, kann dies ebenfalls nachteilig sein. Wenn der Schmelzpegel unter 30 % fällt, trifft der Elektronenstrahl mit hoher Wahrscheinlichkeit Boden oder Wände des Tiegels, was sofort zu einem Bruch führt.

Die obige Füllrate setzt voraus, dass der Werkstoff vollständig geschmolzen ist und berücksichtigt nicht die Packungsdichte. Es ist anzumerken, dass der Tiegeleinsatz möglicherweise mehrmals befüllt, angeschmolzen und nachgefüllt werden muss, um den endgültig gewünschten Schmelzpegel bzw. die Füllrate zu erreichen. Wenn Sie den Tiegel neu beladen, befüllen Sie ihn nicht mehr als bis 80 % der Höhe des Tiegeleinsatzes.

Dieser Rechner dient nur zu Schätzzwecken.

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Volumen des Tiegeleinsatzes (in cc):

Werkstoff:
-- Bitte auswählen -- Aluminium Aluminiumantimonid Aluminumarsenid Aluminiumbromid Aluminiumcarbid Aluminumfluorid Aluminumnitrid Aluminiumoxid Aluminiumphosphid Aluminum, 1 % Kupfer Aluminium, 1 % Silicium Antimon Antimonoxid Antimonselenid Antimonsulfid Antimontellurid Arsen Arsenoxid Arsenselenid Arsensulfid Arsentellurid Barium Bariumchlorid Bariumfluorid Bariumoxid Bariumsulfid Bariumtitanat Beryllium Berylliumcarbid Berylliumchlorid Berylliumfluorid Berylliumoxid Bismut Bismutfluorid Bismutoxid Bismutselenid Bismutsulfid Bismuttellurid Bismuttitanat Bor Borcarbid Bornitrid Boroxid Borsulfid Cadmium Cadmiumantimonid Cadmiumarsenid Cadmiumbromid Cadmiumchlorid Cadmiumfluorid Cadmiumiodid Cadmiumoxid Cadmiumselenid Cadmiumsulfid Cadmiumtellurid Calcium Calciumfluorid Calciumoxid Calciumsilikat Calciumsulfid Calciumtitanat Calciumwolframat Kohlenstoff Cerium Cerium-(III)-Oxide Cerium-(IV)-Oxide Ceriumfluorid Caesium Caesiumbromid Caesiumchlorid Caesiumfluorid Caesiumhydroxid Caesiumiodid Chiolit Chrom Chrom-(II)-bromid Chrombromid Chromcarbid Chromchlorid Chromoxid Chromsilizid Cobalt † Cobaltbromid Cobaltchlorid Cobaltoxid Kupfer Kupferchlorid Kupferoxid Kupfersulfid Kryolith Dysprosium Dysprosiumfluorid Dysprosiumoxid Erbium Erbiumfluorid Erbiumoxid Europium Europiumfluorid Europiumoxid Europiumsulfid Gadolinium † Gadoliniumcarbid Gadoliniumoxid Gallium Galliumantimonid Galliumarsenid Galliumnitrid Galliumoxid Galliumphosphid Germanium Germanium-(II)-oxid Germanium-(III)-oxid Germaniumnitrid Germaniumtellurid Glass, Schott^® 8329 Gold Hafnium Hafniumborid Hafniumcarbid Hafniumnitrid Hafniumoxid Hafniumsilizid Holmium Holmiumfluorid Holmiumoxid Inconel^® Indium Indium-(I)-oxid Indium-(I)-sulfid Indium-(II)-sulfid Indium-(II)-tellurid Indium-(III)-oxid Indium-(III)-sulfid Indium-(III)-tellurid Indiumantimonid Indiumarsenid Indiumnitrid Indiumphosphid Indiumselenid Indiumzinnoxid Iridium Eisen-(II)-oxid Eisen-(III)-oxid Eisen † Eisenbromid Eisenchlorid Eiseniodid Eisensulfid Kanthal Lanthan Lanthanborid Lanthanbromid Lanthanfluorid Lanthanoxid Blei Bleibromid Bleichlorid Bleifluorid Bleiiodid Bleioxid Bleiselenid Bleistannat Bleisulfid Bleitellurid Bleititanat Lithium Lithiumbromid Lithiumchlorid Lithiumfluorid Lithiumiodid Lithiumniobat Lithiumoxid Lutetium Lutetiumoxid Magnesium Magnesiumaluminat Magnesiumbromid Magnesiumchlorid Magnesiumfluorid Magnesiumiodid Magnesiumoxid Mangan Mangan-(II)-oxid Mangan-(III)-oxid Mangan-(IV)-oxid Manganbromid Manganchlorid Mangansulfid Quecksilber Quecksilbersulfid Molybdän Molybdänborid Molybdäncarbid Molybdänoxid Molybdänsilizid Molybdänsulfid Neodym Neodymfluorid Neodymoxid Nickelchrom IV^® Nickel † Nickelbromid Nickelchlorid Nickeloxid Nickel/Eisen † Nimendium † Niob Niob-(II)-oxid Niob-(III)-oxid Niob-(V)-oxid Niobborid Niobcarbid Niobnitrid Niobtellurid Niobzinn Osmium Osmiumoxid Palladium Palladiumoxid Parylen Permalloy^® † Phosphor Phosphornitrid Platin Platinoxid Plutonium Polonium Potassium Potassiumbromid Potassiumchlorid Potassiumfluorid Potassiumhydroxid Potassiumiodid Praseodym Praseodymoxid PTFE Radium Rhenium Rheniumoxid Rhodium Rubidium Rubidiumchlorid Rubidiumiodid Ruthenium Samarium Samariumoxid Samariumsulfid Scandium Scandiumoxid Selen Silizium Silicium-(II)-oxid Silicium-(IV)-dioxid Silicium (N-Typ) Silicium (P-Typ) Siliciumborid Siliciumcarbid Siliziumnitrid Siliciumselenid Siliciumsulfid Siliciumtellurid Silber Silberbromid Silberchlorid Silberiodid Natrium Natriumbromid Natriumchlorid Natriumcyanid Natriumfluorid Natriumhydroxid Spinell Strontium Strontiumchlorid Strontiumfluorid Strontiumoxid Strontiumsulfid Strontiumtitanat Schwefel Supermalloy^® † Tantal Tantalborid Tantalcarbid Tantalnitrid Tantalpentoxid Tantalsulfid Technetium Tellur Terbium Terbiumfluorid Terbiumoxid Terbiumperoxid Thallium Thalliumbromid Thalliumchlorid Thalliumiodid Thalliumoxid Thorium Thoriumbromid Thoriumcarbid Thoriumfluorid Thoriumoxid Thoriumoxyfluorid Thoriumsulfid Thulium Thuliumoxid Zinn Zinnoxid Zinnselenid Zinnsulfid Zinntellurid Titan Titan-(II)-oxid Titan-(III)-oxid Titan-(IV)-oxid Titanborid Titancarbid Titannitrid Wolfram Wolframborid Wolframcarbid Wolframdisulfid Wolframoxid Wolframselenid Wolframsilizid Wolframtellurid Uran Uran-(II)-sulfid Uran-(III)-oxid Uran-(IV)-oxid Uran-(IV)-sulfid Urancarbid Uranfluorid Uranphosphat Vanadium Vanadium-(IV)-oxid Vanadium-(V)-oxid Vanadiumborid Vanadiumcarbid Vanadiumnitrid Vanadiumsilizid Ytterbium Ytterbiumfluorid Ytterbiumoxid Yttrium Ytterbiumaluminiumoxid Yttriumfluorid Yttriumoxid Zink Zinkantimonid Zinkbromid Zinkfluorid Zinknitrid Zinkoxid Zinkselenid Zinksulfid Zinktellurid Zirkonium Zirconiumborid Zirkoniumcarbid Zirkoniumnitrid Zirkoniumoxid Zirconiumsilikat Zirconiumsilizid
- oder –
Dichte des Materials in g/cm³:

Füllrate %:

Ergebnis

Die Ihrer Berechnung entsprechenden Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle markiert.

Materialmenge zur Deposition einer Schichtdicke von 1 µm

Anleitung:
Geben Sie den Quellentyp, den Abstand von der Quelle zum Substrat an, und wählen Sie das Material (falls nicht im Menü verfügbar, geben Sie die Materialdichte in kg/m³manuell ein).

Dieser Rechner dient nur zu Schätzzwecken. Die geschätzte Masse ist diejenige, die benötigt wird, um eine gewünschte Filmdicke (in diesem Fall 1 Micron) auf einem flachen Substrat an einem Punkt direkt über der Quelle zu erzeugen, wobei die ungefähre Verteilung der Abgasfahne des gewählten Quellentyps berücksichtigt wird. Diese berücksichtigt nicht die zu erwartenden Unregelmäßigkeiten in der Dicke über eine größere Substratfläche. Komplexere Geometrien, z. B. solche mit versetzten bzw. geneigten Quellen, können einen höheren Materialbedarf aufweisen. Die veranschlagte Masse bezieht sich nur auf die Deposition des Films. Es sollte ein zusätzlicher Spielraum eingeplant werden, um den Verlust beim Hochfahren, Einbrennen, Stabilisieren und Herunterfahren zu berücksichtigen.

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Quelle:
Point Gerichtet – Schiffchen Gerichtet – Elektronenstrahl Gerichtet – LTE/HTE

Abstand zwischen Quelle und Substrat (in cm):

Werkstoff:
-- Bitte auswählen -- Aluminium Aluminiumantimonid Aluminumarsenid Aluminiumbromid Aluminiumcarbid Aluminumfluorid Aluminumnitrid Aluminiumoxid Aluminiumphosphid Aluminum, 1 % Kupfer Aluminium, 1 % Silicium Antimon Antimonoxid Antimonselenid Antimonsulfid Antimontellurid Arsen Arsenoxid Arsenselenid Arsensulfid Arsentellurid Barium Bariumchlorid Bariumfluorid Bariumoxid Bariumsulfid Bariumtitanat Beryllium Berylliumcarbid Berylliumchlorid Berylliumfluorid Berylliumoxid Bismut Bismutfluorid Bismutoxid Bismutselenid Bismutsulfid Bismuttellurid Bismuttitanat Bor Borcarbid Bornitrid Boroxid Borsulfid Cadmium Cadmiumantimonid Cadmiumarsenid Cadmiumbromid Cadmiumchlorid Cadmiumfluorid Cadmiumiodid Cadmiumoxid Cadmiumselenid Cadmiumsulfid Cadmiumtellurid Calcium Calciumfluorid Calciumoxid Calciumsilikat Calciumsulfid Calciumtitanat Calciumwolframat Kohlenstoff Cerium Cerium-(III)-Oxide Cerium-(IV)-Oxide Ceriumfluorid Caesium Caesiumbromid Caesiumchlorid Caesiumfluorid Caesiumhydroxid Caesiumiodid Chiolit Chrom Chrom-(II)-bromid Chrombromid Chromcarbid Chromchlorid Chromoxid Chromsilizid Cobalt † Cobaltbromid Cobaltchlorid Cobaltoxid Kupfer Kupferchlorid Kupferoxid Kupfersulfid Kryolith Dysprosium Dysprosiumfluorid Dysprosiumoxid Erbium Erbiumfluorid Erbiumoxid Europium Europiumfluorid Europiumoxid Europiumsulfid Gadolinium † Gadoliniumcarbid Gadoliniumoxid Gallium Galliumantimonid Galliumarsenid Galliumnitrid Galliumoxid Galliumphosphid Germanium Germanium-(II)-oxid Germanium-(III)-oxid Germaniumnitrid Germaniumtellurid Glass, Schott^® 8329 Gold Hafnium Hafniumborid Hafniumcarbid Hafniumnitrid Hafniumoxid Hafniumsilizid Holmium Holmiumfluorid Holmiumoxid Inconel^® Indium Indium-(I)-oxid Indium-(I)-sulfid Indium-(II)-sulfid Indium-(II)-tellurid Indium-(III)-oxid Indium-(III)-sulfid Indium-(III)-tellurid Indiumantimonid Indiumarsenid Indiumnitrid Indiumphosphid Indiumselenid Indiumzinnoxid Iridium Eisen-(II)-oxid Eisen-(III)-oxid Eisen † Eisenbromid Eisenchlorid Eiseniodid Eisensulfid Kanthal Lanthan Lanthanborid Lanthanbromid Lanthanfluorid Lanthanoxid Blei Bleibromid Bleichlorid Bleifluorid Bleiiodid Bleioxid Bleiselenid Bleistannat Bleisulfid Bleitellurid Bleititanat Lithium Lithiumbromid Lithiumchlorid Lithiumfluorid Lithiumiodid Lithiumniobat Lithiumoxid Lutetium Lutetiumoxid Magnesium Magnesiumaluminat Magnesiumbromid Magnesiumchlorid Magnesiumfluorid Magnesiumiodid Magnesiumoxid Mangan Mangan-(II)-oxid Mangan-(III)-oxid Mangan-(IV)-oxid Manganbromid Manganchlorid Mangansulfid Quecksilber Quecksilbersulfid Molybdän Molybdänborid Molybdäncarbid Molybdänoxid Molybdänsilizid Molybdänsulfid Neodym Neodymfluorid Neodymoxid Nickelchrom IV^® Nickel † Nickelbromid Nickelchlorid Nickeloxid Nickel/Eisen † Nimendium † Niob Niob-(II)-oxid Niob-(III)-oxid Niob-(V)-oxid Niobborid Niobcarbid Niobnitrid Niobtellurid Niobzinn Osmium Osmiumoxid Palladium Palladiumoxid Parylen Permalloy^® † Phosphor Phosphornitrid Platin Platinoxid Plutonium Polonium Potassium Potassiumbromid Potassiumchlorid Potassiumfluorid Potassiumhydroxid Potassiumiodid Praseodym Praseodymoxid PTFE Radium Rhenium Rheniumoxid Rhodium Rubidium Rubidiumchlorid Rubidiumiodid Ruthenium Samarium Samariumoxid Samariumsulfid Scandium Scandiumoxid Selen Silizium Silicium-(II)-oxid Silicium-(IV)-dioxid Silicium (N-Typ) Silicium (P-Typ) Siliciumborid Siliciumcarbid Siliziumnitrid Siliciumselenid Siliciumsulfid Siliciumtellurid Silber Silberbromid Silberchlorid Silberiodid Natrium Natriumbromid Natriumchlorid Natriumcyanid Natriumfluorid Natriumhydroxid Spinell Strontium Strontiumchlorid Strontiumfluorid Strontiumoxid Strontiumsulfid Strontiumtitanat Schwefel Supermalloy^® † Tantal Tantalborid Tantalcarbid Tantalnitrid Tantalpentoxid Tantalsulfid Technetium Tellur Terbium Terbiumfluorid Terbiumoxid Terbiumperoxid Thallium Thalliumbromid Thalliumchlorid Thalliumiodid Thalliumoxid Thorium Thoriumbromid Thoriumcarbid Thoriumfluorid Thoriumoxid Thoriumoxyfluorid Thoriumsulfid Thulium Thuliumoxid Zinn Zinnoxid Zinnselenid Zinnsulfid Zinntellurid Titan Titan-(II)-oxid Titan-(III)-oxid Titan-(IV)-oxid Titanborid Titancarbid Titannitrid Wolfram Wolframborid Wolframcarbid Wolframdisulfid Wolframoxid Wolframselenid Wolframsilizid Wolframtellurid Uran Uran-(II)-sulfid Uran-(III)-oxid Uran-(IV)-oxid Uran-(IV)-sulfid Urancarbid Uranfluorid Uranphosphat Vanadium Vanadium-(IV)-oxid Vanadium-(V)-oxid Vanadiumborid Vanadiumcarbid Vanadiumnitrid Vanadiumsilizid Ytterbium Ytterbiumfluorid Ytterbiumoxid Yttrium Ytterbiumaluminiumoxid Yttriumfluorid Yttriumoxid Zink Zinkantimonid Zinkbromid Zinkfluorid Zinknitrid Zinkoxid Zinkselenid Zinksulfid Zinktellurid Zirkonium Zirconiumborid Zirkoniumcarbid Zirkoniumnitrid Zirkoniumoxid Zirconiumsilikat Zirconiumsilizid
- oder –
Dichte des Materials in kg/m³:

Multiplikator:

Masse für Filmdicke 1µm