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Iridium Ir Evaporation Process Notes


Iridium (Ir) General Information

Iridium is a rare metal which belongs to the platinum group of elements on the Periodic Table. Es hat einen Schmelzpunkt von 2.410 °C, eine Dichte von 22,42 g/cc und einen Dampfdruck von 10-4 Torr bei 2.380 °C. It is silvery white in appearance and considered to be very corrosion resistant. Its main application is as a hardening agent for platinum alloys, but it can also be found in devices used in high temperature environments. It is evaporated under vacuum to make particle and surface modification coatings, data storage devices, and fuel cells.

Iridium Ir Specifications

WerkstofftypIridium
SymbolIr
Atomares Gewicht192,217
Ordnungszahl77
Farbe und AussehenSilbrig weiß, metallisch
Wärmeleitfähigkeit150 W/m.K
Schmelzpunkt (°C)2.410
Wärmeausdehnungskoeffizient6,4 x 10-6/K
Theoretische Dichte (g/cm³)22,42
SputterGleichspannung
Max. Leistungsdichte*
(Watt/Quadratzoll)
100*
Art des BondingIndium, Elastomer
Z-Verhältnis0,129
ElektronenstrahlAusreichend
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8:  1.850
10-6:  2.080
10-4:  2.380

* 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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