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Tantalum Pentoxide Ta2O5 Evaporation Process Notes


Tantalum Pentoxide (Ta2O5) General Information

Tantaloxid ist eine anorganische chemische Verbindung mit der chemischen Formel Ta2O5. Es ist kristallin fest und weiß mit einer Dichte von 8,2 g/cc, einem Schmelzpunkt von 1.872 °C und einem Dampfdruck von 10-4 Torr bei 1.920 °C. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Kondensatoren verwendet, die in der Automobilelektronik, in Mobiltelefonen und Werkzeugen zu finden sind. Tantaloxid befindet sich auch im Glas für Kameraobjektive. Es wird unter Vakuum zu Schichten für die Herstellung von Halbleitern, optoelektronischen Geräten und Brennstoffzellen verdampft.

Tantalum Pentoxide Ta2O5 Specifications

WerkstofftypTantalpentoxid
SymbolTa2O5
Farbe und AussehenWeißer, kristalliner Feststoff
Schmelzpunkt (°C)1.872
Theoretische Dichte (g/cm³)8,2
SputterRF, RF-R
Max. Leistungsdichte*
(Watt/Quadratzoll)
20*
Art des BondingIndium, Elastomer
Z-Verhältnis0,3
ElektronenstrahlGut
Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen:  Ta
Spule:  W
Korb:  W
Tiegel: VitC
Elektronenstrahlverdampfer Material TiegeleinsatzFABMATE®, Tantalum
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8:  1.550
10-6:  1.780
10-4:  1.920
BemerkungenLeichte Zersetzung. Verdampfen Sie Ta bei einem Partialdruck von 10-3 Torr O2.

* 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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