Hinweise zum Zirkonium (Zr)-Verdampfungsprozess

Thermische Verdampfung von Zirkonium (Zr)

Zirkonium benötigt eine Temperatur von über 2.600 °C für eine effektive Deposition als Dünnschicht. Aufgrund dieses hohen Temperaturbedarfs ist es nahezu unmöglich, durch thermische, Widerstandserwärmung zu verdampfen. Selbst wenn man ein Wolframschiffchen benutzt, besteht die Gefahr, dass das Wolfram selbst im ppm-Bereich beginnt zu verdampfen und zu Verunreinigung führt. Aus diesem Grund ist die Elektronenstrahlverdampfung oder das Magnetron-Sputtern das empfohlene Verfahren zur Deposition von Zirkonium.

Elektronenstrahlverdampfung von Zirkonium (Zr)

Zirkonium wird als „hervorragend“ für die Elektronenstrahlverdampfung eingestuft. Bis jetzt haben wir noch kein Tiegeleinsatzmaterial für das Elektronenstrahlverdampfen von Zirkonium qualifiziert und empfehlen generell, mit einem FABMATE^®-Einsatz zu beginnen, da es mit den meisten Materialien kompatibel ist.

Zirkonium benötigt hohe Leistungen, um eine effektive Depositionsrate zu erreichen. Typischerweise schmilzt Zirkonium nicht gut und bildet keinen einheitlichen Block für die Verdampfung. Das heißt, wenn das Ausgangsmaterial in Pelletform vorliegt, besteht ein hohes Risiko, dass die Pellets auch bei hohen Leistungen (>5 kW) nicht gleichmäßig zusammenschmelzen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Elektronenstrahl durch die Pellets brennt und auf den Tiegel trifft. Dies kann durch einen plötzlichen und steilen Abfall der Depositionsrate belegt werden. Der Elektronenstrahl kann dann ein Loch durch die Tiegelauskleidung und in die Tasche der Elektronenkanone hinein bohren. Aus diesen Gründen sollte die Elektronenstrahlverdampfung von Zirkonium mit Schweißerschutzbrillen 9 genau überwacht werden. Aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrades und der Gefahr von Geräteschäden ist während des gesamten Verdampfungszyklus große Vorsicht geboten.

Ein vorbearbeiteter Rohling (oder Starterquelle) wird gegenüber Pellets bevorzugt. Die beiden Hauptvorteile des Einsatzes einer Starterquelle sind die einfache Handhabung und hohe Packungsdichte. Zirkonium benötigt auch bei Verwendung einer Starterquelle eine hohe Leistung für die Verdampfung, aber weniger als bei der Verwendung von Pellets. KJLC^® kann diese Starterquellen herstellen. Kontaktieren Sie uns, indem Sie hier klicken, und geben Sie Ihren Elektronenkanonenhersteller und die Taschengröße und -Anzahl an, damit wir Ihnen ein Angebot erstellen können.

Ein wichtiger Prozesshinweis ist die Beachtung des richtigen Füllvolumens des Tiegeleinsatzes. Wir stellen fest, dass der Schmelzpegel des Werkstoffs im Tiegel direkten Einfluss auf den Erfolg der Verwendung des Tiegeleinsatzes hat. Ein Überfüllen des Tiegels führt dazu, dass der Werkstoff überläuft und einen elektrischen Kurzschluss zwischen Liner und Heizer erzeugt. Das Ergebnis ist die Entstehung von Rissen in den Tiegeleinsätzen. Dies ist die häufigste Ursache für den Ausfall von Tiegeleinsätzen. Den Tiegeleinsatz zu wenig zu befüllen oder zu viel zu verdampfen bevor wieder nachgefüllt wird, kann für den Prozess ebenso nachteilig sein. Wenn der Schmelzpegel unter 30 % fällt, trifft der Elektronenstrahl mit hoher Wahrscheinlichkeit Boden oder Wände des Tiegels, was sofort zu einem Bruch führt. Unsere Empfehlung ist, den Tiegel zwischen 2/3 und 3/4 zu füllen, um diese Schwierigkeiten zu verhindern.

Die Tiegeleinsätze sollten an einem kühlen, trockenen Ort gelagert und immer mit Handschuhen oder Pinzetten gehandhabt werden.

Füllmengenrechner für Tiegeleinsätze für Elektronenstrahlverdampfer

Anleitung:
Geben Sie das Volumen des Tiegeleinsatzes ein, wählen Sie den Werkstoff (falls nicht im Menü verfügbar, geben Sie die Materialdichte manuell in g/cm³ein) und tragen Sie die Füllrate in % ein.

KJLC empfiehlt eine Füllrate zwischen 67-75 %. Ein Überfüllen des Tiegels führt dazu, dass der Werkstoff überläuft und einen elektrischen Kurzschluss zwischen dem Liner und dem Heizer verursacht, wodurch der Tiegel reißt. Wenn zu wenig Material in den Tiegel gegeben wird oder der Schmelzpegel zu niedrig wird, kann dies ebenfalls nachteilig sein. Wenn der Schmelzpegel unter 30 % fällt, trifft der Elektronenstrahl mit hoher Wahrscheinlichkeit Boden oder Wände des Tiegels, was sofort zu einem Bruch führt.

Die obige Füllrate setzt voraus, dass der Werkstoff vollständig geschmolzen ist und berücksichtigt nicht die Packungsdichte. Es ist anzumerken, dass der Tiegeleinsatz möglicherweise mehrmals befüllt, angeschmolzen und nachgefüllt werden muss, um den endgültig gewünschten Schmelzpegel bzw. die Füllrate zu erreichen. Wenn Sie den Tiegel neu beladen, befüllen Sie ihn nicht mehr als bis 80 % der Höhe des Tiegeleinsatzes.

Dieser Rechner dient nur zu Schätzzwecken.

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Volumen des Tiegeleinsatzes (in cc):

Werkstoff:
-- Bitte auswählen -- Aluminium Aluminiumantimonid Aluminumarsenid Aluminiumbromid Aluminiumcarbid Aluminumfluorid Aluminumnitrid Aluminiumoxid Aluminiumphosphid Aluminum, 1 % Kupfer Aluminium, 1 % Silicium Antimon Antimonoxid Antimonselenid Antimonsulfid Antimontellurid Arsen Arsenoxid Arsenselenid Arsensulfid Arsentellurid Barium Bariumchlorid Bariumfluorid Bariumoxid Bariumsulfid Bariumtitanat Beryllium Berylliumcarbid Berylliumchlorid Berylliumfluorid Berylliumoxid Bismut Bismutfluorid Bismutoxid Bismutselenid Bismutsulfid Bismuttellurid Bismuttitanat Bor Borcarbid Bornitrid Boroxid Borsulfid Cadmium Cadmiumantimonid Cadmiumarsenid Cadmiumbromid Cadmiumchlorid Cadmiumfluorid Cadmiumiodid Cadmiumoxid Cadmiumselenid Cadmiumsulfid Cadmiumtellurid Calcium Calciumfluorid Calciumoxid Calciumsilikat Calciumsulfid Calciumtitanat Calciumwolframat Kohlenstoff Cerium Cerium-(III)-Oxide Cerium-(IV)-Oxide Ceriumfluorid Caesium Caesiumbromid Caesiumchlorid Caesiumfluorid Caesiumhydroxid Caesiumiodid Chiolit Chrom Chrom-(II)-bromid Chrombromid Chromcarbid Chromchlorid Chromoxid Chromsilizid Cobalt † Cobaltbromid Cobaltchlorid Cobaltoxid Kupfer Kupferchlorid Kupferoxid Kupfersulfid Kryolith Dysprosium Dysprosiumfluorid Dysprosiumoxid Erbium Erbiumfluorid Erbiumoxid Europium Europiumfluorid Europiumoxid Europiumsulfid Gadolinium † Gadoliniumcarbid Gadoliniumoxid Gallium Galliumantimonid Galliumarsenid Galliumnitrid Galliumoxid Galliumphosphid Germanium Germanium-(II)-oxid Germanium-(III)-oxid Germaniumnitrid Germaniumtellurid Glass, Schott^® 8329 Gold Hafnium Hafniumborid Hafniumcarbid Hafniumnitrid Hafniumoxid Hafniumsilizid Holmium Holmiumfluorid Holmiumoxid Inconel^® Indium Indium-(I)-oxid Indium-(I)-sulfid Indium-(II)-sulfid Indium-(II)-tellurid Indium-(III)-oxid Indium-(III)-sulfid Indium-(III)-tellurid Indiumantimonid Indiumarsenid Indiumnitrid Indiumphosphid Indiumselenid Indiumzinnoxid Iridium Eisen-(II)-oxid Eisen-(III)-oxid Eisen † Eisenbromid Eisenchlorid Eiseniodid Eisensulfid Kanthal Lanthan Lanthanborid Lanthanbromid Lanthanfluorid Lanthanoxid Blei Bleibromid Bleichlorid Bleifluorid Bleiiodid Bleioxid Bleiselenid Bleistannat Bleisulfid Bleitellurid Bleititanat Lithium Lithiumbromid Lithiumchlorid Lithiumfluorid Lithiumiodid Lithiumniobat Lithiumoxid Lutetium Lutetiumoxid Magnesium Magnesiumaluminat Magnesiumbromid Magnesiumchlorid Magnesiumfluorid Magnesiumiodid Magnesiumoxid Mangan Mangan-(II)-oxid Mangan-(III)-oxid Mangan-(IV)-oxid Manganbromid Manganchlorid Mangansulfid Quecksilber Quecksilbersulfid Molybdän Molybdänborid Molybdäncarbid Molybdänoxid Molybdänsilizid Molybdänsulfid Neodym Neodymfluorid Neodymoxid Nickelchrom IV^® Nickel † Nickelbromid Nickelchlorid Nickeloxid Nickel/Eisen † Nimendium † Niob Niob-(II)-oxid Niob-(III)-oxid Niob-(V)-oxid Niobborid Niobcarbid Niobnitrid Niobtellurid Niobzinn Osmium Osmiumoxid Palladium Palladiumoxid Parylen Permalloy^® † Phosphor Phosphornitrid Platin Platinoxid Plutonium Polonium Potassium Potassiumbromid Potassiumchlorid Potassiumfluorid Potassiumhydroxid Potassiumiodid Praseodym Praseodymoxid PTFE Radium Rhenium Rheniumoxid Rhodium Rubidium Rubidiumchlorid Rubidiumiodid Ruthenium Samarium Samariumoxid Samariumsulfid Scandium Scandiumoxid Selen Silizium Silicium-(II)-oxid Silicium-(IV)-dioxid Silicium (N-Typ) Silicium (P-Typ) Siliciumborid Siliciumcarbid Siliziumnitrid Siliciumselenid Siliciumsulfid Siliciumtellurid Silber Silberbromid Silberchlorid Silberiodid Natrium Natriumbromid Natriumchlorid Natriumcyanid Natriumfluorid Natriumhydroxid Spinell Strontium Strontiumchlorid Strontiumfluorid Strontiumoxid Strontiumsulfid Strontiumtitanat Schwefel Supermalloy^® † Tantal Tantalborid Tantalcarbid Tantalnitrid Tantalpentoxid Tantalsulfid Technetium Tellur Terbium Terbiumfluorid Terbiumoxid Terbiumperoxid Thallium Thalliumbromid Thalliumchlorid Thalliumiodid Thalliumoxid Thorium Thoriumbromid Thoriumcarbid Thoriumfluorid Thoriumoxid Thoriumoxyfluorid Thoriumsulfid Thulium Thuliumoxid Zinn Zinnoxid Zinnselenid Zinnsulfid Zinntellurid Titan Titan-(II)-oxid Titan-(III)-oxid Titan-(IV)-oxid Titanborid Titancarbid Titannitrid Wolfram Wolframborid Wolframcarbid Wolframdisulfid Wolframoxid Wolframselenid Wolframsilizid Wolframtellurid Uran Uran-(II)-sulfid Uran-(III)-oxid Uran-(IV)-oxid Uran-(IV)-sulfid Urancarbid Uranfluorid Uranphosphat Vanadium Vanadium-(IV)-oxid Vanadium-(V)-oxid Vanadiumborid Vanadiumcarbid Vanadiumnitrid Vanadiumsilizid Ytterbium Ytterbiumfluorid Ytterbiumoxid Yttrium Ytterbiumaluminiumoxid Yttriumfluorid Yttriumoxid Zink Zinkantimonid Zinkbromid Zinkfluorid Zinknitrid Zinkoxid Zinkselenid Zinksulfid Zinktellurid Zirkonium Zirconiumborid Zirkoniumcarbid Zirkoniumnitrid Zirkoniumoxid Zirconiumsilikat Zirconiumsilizid
- oder –
Dichte des Materials in g/cm³:

Füllrate %:

Ergebnis

Die Ihrer Berechnung entsprechenden Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle markiert.

Materialmenge zur Deposition einer Schichtdicke von 1 µm

Anleitung:
Geben Sie den Quellentyp, den Abstand von der Quelle zum Substrat an, und wählen Sie das Material (falls nicht im Menü verfügbar, geben Sie die Materialdichte in kg/m³manuell ein).

Dieser Rechner dient nur zu Schätzzwecken. Die geschätzte Masse ist diejenige, die benötigt wird, um eine gewünschte Filmdicke (in diesem Fall 1 Micron) auf einem flachen Substrat an einem Punkt direkt über der Quelle zu erzeugen, wobei die ungefähre Verteilung der Abgasfahne des gewählten Quellentyps berücksichtigt wird. Diese berücksichtigt nicht die zu erwartenden Unregelmäßigkeiten in der Dicke über eine größere Substratfläche. Komplexere Geometrien, z. B. solche mit versetzten bzw. geneigten Quellen, können einen höheren Materialbedarf aufweisen. Die veranschlagte Masse bezieht sich nur auf die Deposition des Films. Es sollte ein zusätzlicher Spielraum eingeplant werden, um den Verlust beim Hochfahren, Einbrennen, Stabilisieren und Herunterfahren zu berücksichtigen.

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Quelle:
Point Gerichtet – Schiffchen Gerichtet – Elektronenstrahl Gerichtet – LTE/HTE

Abstand zwischen Quelle und Substrat (in cm):

Werkstoff:
-- Bitte auswählen -- Aluminium Aluminiumantimonid Aluminumarsenid Aluminiumbromid Aluminiumcarbid Aluminumfluorid Aluminumnitrid Aluminiumoxid Aluminiumphosphid Aluminum, 1 % Kupfer Aluminium, 1 % Silicium Antimon Antimonoxid Antimonselenid Antimonsulfid Antimontellurid Arsen Arsenoxid Arsenselenid Arsensulfid Arsentellurid Barium Bariumchlorid Bariumfluorid Bariumoxid Bariumsulfid Bariumtitanat Beryllium Berylliumcarbid Berylliumchlorid Berylliumfluorid Berylliumoxid Bismut Bismutfluorid Bismutoxid Bismutselenid Bismutsulfid Bismuttellurid Bismuttitanat Bor Borcarbid Bornitrid Boroxid Borsulfid Cadmium Cadmiumantimonid Cadmiumarsenid Cadmiumbromid Cadmiumchlorid Cadmiumfluorid Cadmiumiodid Cadmiumoxid Cadmiumselenid Cadmiumsulfid Cadmiumtellurid Calcium Calciumfluorid Calciumoxid Calciumsilikat Calciumsulfid Calciumtitanat Calciumwolframat Kohlenstoff Cerium Cerium-(III)-Oxide Cerium-(IV)-Oxide Ceriumfluorid Caesium Caesiumbromid Caesiumchlorid Caesiumfluorid Caesiumhydroxid Caesiumiodid Chiolit Chrom Chrom-(II)-bromid Chrombromid Chromcarbid Chromchlorid Chromoxid Chromsilizid Cobalt † Cobaltbromid Cobaltchlorid Cobaltoxid Kupfer Kupferchlorid Kupferoxid Kupfersulfid Kryolith Dysprosium Dysprosiumfluorid Dysprosiumoxid Erbium Erbiumfluorid Erbiumoxid Europium Europiumfluorid Europiumoxid Europiumsulfid Gadolinium † Gadoliniumcarbid Gadoliniumoxid Gallium Galliumantimonid Galliumarsenid Galliumnitrid Galliumoxid Galliumphosphid Germanium Germanium-(II)-oxid Germanium-(III)-oxid Germaniumnitrid Germaniumtellurid Glass, Schott^® 8329 Gold Hafnium Hafniumborid Hafniumcarbid Hafniumnitrid Hafniumoxid Hafniumsilizid Holmium Holmiumfluorid Holmiumoxid Inconel^® Indium Indium-(I)-oxid Indium-(I)-sulfid Indium-(II)-sulfid Indium-(II)-tellurid Indium-(III)-oxid Indium-(III)-sulfid Indium-(III)-tellurid Indiumantimonid Indiumarsenid Indiumnitrid Indiumphosphid Indiumselenid Indiumzinnoxid Iridium Eisen-(II)-oxid Eisen-(III)-oxid Eisen † Eisenbromid Eisenchlorid Eiseniodid Eisensulfid Kanthal Lanthan Lanthanborid Lanthanbromid Lanthanfluorid Lanthanoxid Blei Bleibromid Bleichlorid Bleifluorid Bleiiodid Bleioxid Bleiselenid Bleistannat Bleisulfid Bleitellurid Bleititanat Lithium Lithiumbromid Lithiumchlorid Lithiumfluorid Lithiumiodid Lithiumniobat Lithiumoxid Lutetium Lutetiumoxid Magnesium Magnesiumaluminat Magnesiumbromid Magnesiumchlorid Magnesiumfluorid Magnesiumiodid Magnesiumoxid Mangan Mangan-(II)-oxid Mangan-(III)-oxid Mangan-(IV)-oxid Manganbromid Manganchlorid Mangansulfid Quecksilber Quecksilbersulfid Molybdän Molybdänborid Molybdäncarbid Molybdänoxid Molybdänsilizid Molybdänsulfid Neodym Neodymfluorid Neodymoxid Nickelchrom IV^® Nickel † Nickelbromid Nickelchlorid Nickeloxid Nickel/Eisen † Nimendium † Niob Niob-(II)-oxid Niob-(III)-oxid Niob-(V)-oxid Niobborid Niobcarbid Niobnitrid Niobtellurid Niobzinn Osmium Osmiumoxid Palladium Palladiumoxid Parylen Permalloy^® † Phosphor Phosphornitrid Platin Platinoxid Plutonium Polonium Potassium Potassiumbromid Potassiumchlorid Potassiumfluorid Potassiumhydroxid Potassiumiodid Praseodym Praseodymoxid PTFE Radium Rhenium Rheniumoxid Rhodium Rubidium Rubidiumchlorid Rubidiumiodid Ruthenium Samarium Samariumoxid Samariumsulfid Scandium Scandiumoxid Selen Silizium Silicium-(II)-oxid Silicium-(IV)-dioxid Silicium (N-Typ) Silicium (P-Typ) Siliciumborid Siliciumcarbid Siliziumnitrid Siliciumselenid Siliciumsulfid Siliciumtellurid Silber Silberbromid Silberchlorid Silberiodid Natrium Natriumbromid Natriumchlorid Natriumcyanid Natriumfluorid Natriumhydroxid Spinell Strontium Strontiumchlorid Strontiumfluorid Strontiumoxid Strontiumsulfid Strontiumtitanat Schwefel Supermalloy^® † Tantal Tantalborid Tantalcarbid Tantalnitrid Tantalpentoxid Tantalsulfid Technetium Tellur Terbium Terbiumfluorid Terbiumoxid Terbiumperoxid Thallium Thalliumbromid Thalliumchlorid Thalliumiodid Thalliumoxid Thorium Thoriumbromid Thoriumcarbid Thoriumfluorid Thoriumoxid Thoriumoxyfluorid Thoriumsulfid Thulium Thuliumoxid Zinn Zinnoxid Zinnselenid Zinnsulfid Zinntellurid Titan Titan-(II)-oxid Titan-(III)-oxid Titan-(IV)-oxid Titanborid Titancarbid Titannitrid Wolfram Wolframborid Wolframcarbid Wolframdisulfid Wolframoxid Wolframselenid Wolframsilizid Wolframtellurid Uran Uran-(II)-sulfid Uran-(III)-oxid Uran-(IV)-oxid Uran-(IV)-sulfid Urancarbid Uranfluorid Uranphosphat Vanadium Vanadium-(IV)-oxid Vanadium-(V)-oxid Vanadiumborid Vanadiumcarbid Vanadiumnitrid Vanadiumsilizid Ytterbium Ytterbiumfluorid Ytterbiumoxid Yttrium Ytterbiumaluminiumoxid Yttriumfluorid Yttriumoxid Zink Zinkantimonid Zinkbromid Zinkfluorid Zinknitrid Zinkoxid Zinkselenid Zinksulfid Zinktellurid Zirkonium Zirconiumborid Zirkoniumcarbid Zirkoniumnitrid Zirkoniumoxid Zirconiumsilikat Zirconiumsilizid
- oder –
Dichte des Materials in kg/m³:

Multiplikator:

Masse für Filmdicke 1µm