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Calcium Ca Evaporation Process Notes


Calcium (Ca) General Information

Calcium im Periodensystem als Erdalkalimetall klassifiziert. Es ist silbrig-weiß und weich genug, dass es mit einem scharfen Messer geschnitten werden kann. Es oxidiert leicht, wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird. Calcium hat eine Dichte von 1,54 g/cm³, ein Schmelzpunkt von 839 °C und einen Dampfdruck von 10-4 Torr bei 459 °C. Calcium ist ein essentieller Baustein für das menschliche Leben, da es im menschlichen Skelett und Zähnen reichlich vorhanden ist. Calcium und seine Verbindungen werden auch verwendet, um kommerziellen Beton und Zement herzustellen. Calcium wird zusammen mit seinen Legierungen und Verbindungen unter Vakuum verdampft, um optische Speichermedien, Supraleiter und Antireflexschichten herzustellen.

Calcium Ca Specifications

WerkstofftypCalcium
SymbolCa
Atomares Gewicht40,078
Ordnungszahl20
Farbe und AussehenSilbrig weiß, metallisch
Wärmeleitfähigkeit200 W/m.K
Schmelzpunkt (°C)839
Wärmeausdehnungskoeffizient22,3 x 10-6/K
Theoretische Dichte (g/cm³)1,54
SputterRF, DC
Max. Leistungsdichte*
(Watt/Quadratzoll)
20*
Z-Verhältnis2,62
ElektronenstrahlSchlecht
Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen:  W
Spule:  W
Korb:  W
Tiegel:  Al2O3, Q
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8:  272
10-6:  357
10-4:  459
UN-Nummer 1401
BemerkungenKorrodiert an Luft.

* Dies ist eine Empfehlung, die auf unserer Erfahrung mit diesen Materialien in KJLC-Sputterkanonen basiert. Die Raten basieren auf nicht-gebondeten Targets und sind materialspezifisch. Gebondete Targets sollten mit geringerer Leistung betrieben werden, um ein Versagen des Bondings zu vermeiden. Gebondete Targets sollten je nach Material mit 20 Watt/Quadratzoll oder niedriger betrieben werden.

Z-Faktoren

Empirische Bestimmung des Z-Faktors

Leider sind der Z-Faktor und das Schubmodul für viele Werkstoffe nicht ohne weiteres verfügbar. In diesem Fall kann der Z-Faktor auch empirisch unter Verwendung der folgenden Verfahren bestimmt werden:

  • Legen Sie den Werkstoff ab, bis die Lebensdauer des Kristalls bei 50 % oder kurz vor dem Ende der Lebensdauer des Kristalls liegt, je nachdem, was früher eintritt.
  • Legen Sie ein neues Substrat neben den verwendeten Quarzsensor.
  • Stellen Sie die QCM Dichte auf den kalibrierten Wert ein; Werkzeug auf 100 %.
  • Nehmen Sie eine Null-Kalibrierung der Schichtdickenmessung vor.
  • Dampfen Sie ungefähr 1000 bis 5000 A des Werkstoffs auf das Substrat auf.
  • Verwenden Sie ein Profilometer oder Interferometer, um die tatsächliche Dicke der Substratschicht zu messen.
  • Stellen Sie den Z-Faktor des Instruments ein, bis der korrekte Dickenwert angezeigt wird.

Eine weitere Alternative besteht darin, die Kristalle häufig zu wechseln und den Fehler zu ignorieren. Die folgende Grafik zeigt den %-Fehler in der Rate bzw. Dicke bei Verwendung des falschen Z-Faktors. Bei einem Kristall mit einer Lebensdauer von 90 % ist der Fehler vernachlässigbar, selbst für große Fehler in dem programmierten gegenüber dem tatsächlichen Z-Faktor.

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