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Zinc Sulfide ZnS Evaporation Process Notes


Zinc Sulfide (ZnS) General Information

Zinksulfid ist eine anorganische chemische Verbindung mit der chemischen Formel ZnS. Es ist weiß mit einem Schmelzpunkt von 1.700 °C, einer Dichte von 3,98 g/cc und einem Dampfdruck von 10-4 Torr bei ~800 °C. Es wird oft als Leuchtstoff verwendet und kann, je nach beigefügtem Aktivator-Element, verschiedene Farben abgeben. Es wird unter Vakuum für infrarot-optische Beschichtungen verdampft, insbesondere für Nachtsichtgeräte.

Zinc Sulfide ZnS Specifications

WerkstofftypZinksulfid
SymbolZnS
Farbe und AussehenWeißer, kristalliner Feststoff
Schmelzpunkt (°C)1.700
Theoretische Dichte (g/cm³)3,98
SputterRF
Max. Leistungsdichte*
(Watt/Quadratzoll)
20*
Art des BondingIndium, Elastomer
Z-Verhältnis0,775
ElektronenstrahlGut
Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen: Ta, Mo
Elektronenstrahlverdampfer Material TiegeleinsatzTantal, Molybdän
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-4:  ~800
UN-Nummer 3283
BemerkungenHeizen Sie den Werkstoff zum Ausgasen sanft vor. Filme zersetzen sich teilweise. n=2,356.

* 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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