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Magnesium Mg Evaporation Process Notes


Magnesium (Mg) General Information

Magnesium ist ein grauweißes Erdalkalimetall mit einem Schmelzpunkt von 649 °C, einer Dichte von 1,74 g/cc und einem Dampfdruck von 10-4 Torr bei 327 °C. Es ist hochentzündlich, besonders in Pulverform, und Brände sind schwer zu löschen. Magnesium ist auch ein wesentliches Lebenselement. Magnesium ist verantwortlich für die Regulierung der Nervenfunktion, des Blutdrucks und des Nährstoffgehalts im menschlichen Körper. Es wird in großem Umfang bei der Herstellung von Flugzeugen, Triebwerksgehäusen, Laptops, Mobiltelefonen und Kameras eingesetzt. Magnesium und seine Legierungen werden unter Vakuum für die Entwicklung von magnetischen Speichermedien, optischen Speichermedien und Halbleitern verdampft.

Magnesium Mg Specifications

WerkstofftypMagnesium
SymbolMg
Atomares Gewicht24,305
Ordnungszahl12
Farbe und AussehenSilbrig weiß, metallisch
Wärmeleitfähigkeit160 W/m.K
Schmelzpunkt (°C)649
Wärmeausdehnungskoeffizient8,2 x 10-6/K
Theoretische Dichte (g/cm³)1,74
SputterGleichspannung
Max. Leistungsdichte*
(Watt/Quadratzoll)
35*
Art des BondingIndium, Elastomer
Z-Verhältnis1,61
ElektronenstrahlGut
Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen:  W, Mo, Ta, Cb
Spule:  W
Korb:  W
Tiegel:  Al2O3
Elektronenstrahlverdampfer Material TiegeleinsatzFABMATE®, Graphite, Tungsten
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8:  185
10-6:  247
10-4:  327
UN-Nummer 1869
BemerkungenExtrem hohe Raten möglich.

* 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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