Aluminum (Al) Canes (Bulk) Evaporation Materials

Aluminum (Al) Canes (Bulk) Overview

Wir verkaufen Pellets und Stückchen für die Verdampfung in Depositionsprozessen nach Stückgewicht. Die ungefähren Werkstoffpreise werden bereitgestellt, um Presiabschätzungen im Rahmen von Budgetplanungen zu ermöglichen. Actual prices can vary and may be higher or lower, as determined by availability and market fluctuations. To speak to someone directly about current pricing, please click here .

Aluminum (Al) General Information

Aluminium ist eines der gebräuchlichsten Metalle der Welt. Es kann in Küchenutensilien, Autos, Straßenlaternen und der beliebten Lebensmittelverpackung Aluminiumfolie vorgefunden werden. Aluminium ist ein silbrig-weißer, metallischer Werkstoff. Es ist leicht, formbar, duktil und unter normalen Bedingungen nicht magnetisch. Es hat eine Dichte von 2,7 g/cm³, einen Schmelzpunkt von 660 °C und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.010 °C. Obwohl es kein starker Werkstoff ist, ist es ein guter Leiter für Wärme und Elektrizität und kann eine korrosionsbeständige Oxidschicht bilden. Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird es in der Natur selten als freies Element vorgefunden. Wenn sie im Vakuum verdampft werden, bilden Aluminiumschichten eine reflektierende Beschichtung, die man an Teleskopen, Autoscheinwerfern, Spiegeln, Verpackungen und Spielzeugen findet. Es ist weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrt, Automobilbeleuchtung, und wird in OLEDs und der optischen Industrie eingesetzt.

Aluminum (Al) Specifications

**** Suggestion based on previous experience but could vary by process. Contact local KJLC Sales Manager for further information

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.

Thermisches Verdampfen von Aluminium (Al)

Es ist wichtig, anzumerken, dass Aluminium die Tendenz hat, mit Refraktärmetallen zu legieren, was während des Elektronenstrahl- oder thermischen Verdampfens Risse in Metalltiegeln und -schiffchen verursacht.

Hier sind zwei Methoden zum thermischen Verdampfen von Aluminium.

Ein Ansatz besteht darin, ein schmales, Hochstrom-Wolfram-Schiffchen mit dickem Blech zu verwenden, wie unser EVS20A015W. Wir konnten unter Verwendung dieses speziellen Schiffchens erfolgreich Aluminium in Schichtdicken größer 3.000 Angström pro Durchlauf zu verdampfen, mit Raten von mehr als 30 Angström pro Sekunde Es können mehrere Durchläufe pro Schiffchen (ungefähr 4) mit jeweils zwei 1/4" X 1/4" Pellets im Schiffchen pro Durchlauf durchgeführt werden. Im Allgemeinen ist die Stromaufnahme aus dem Schiffchen von Durchlauf zu Durchlauf sehr konstant. Es ist wichtig, keine Last auf das Schiffchen auszuüben, wenn man die Kammer belüftet, um mehr Pellets nachzufüllen, denn das Schiffchen wird bereits nach dem ersten Verdampfungsdurchlauf brüchig. Obwohl die Schiffchen häufig ausgetauscht werden müssen (ein dickeres Schiffchen zögert nur das unvermeidliche Reißen hinaus), sind sie in der Regel kostengünstig. Die beim Austauschen der Schiffchen auftretenden Ausfallzeiten sollten jedoch bei der Verwendung dieser Methode berücksichtigt werden.

Die zweite Empfehlung besteht darin, eine abgeschirmte Tantaltiegelheizung mit einem großen intermetallischen Schmelztiegel zu verwenden. Intermetallische Schmelztiegel bestehen aus Titanborid (TiB₂) und Bornitrid (BN). Diese Werkstoffkombination funktioniert gut mit Aluminium, da der Werkstoff sowohl elektrisch leitfähig ist und dessen Oberfläche von Aluminium nicht benetzt wird. Die Festigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit des Schmelztiegels verhindern so das Überlaufen des Werkstoffs und ein Brechen des Tiegels. Bei der Installation des Heizelements muss sehr sorgfältig vorgegangen werden, um zu verhindern, dass sich die äußeren Schirme verziehen, was zu einem Kurzschluss im Heizelement führen und so ein Brechen der Schweißverbindungen verursachen kann. Die Heizung sollte zwischen den Kontakten zentriert sein und die äußere Abschirmung darf die Leitungen nicht berühren.

Richtig – Tiegelheizung zentriert, äußere Abschirmung ohne Kontakt zu den Leitungen

Falsch – Tiegelheizung außerhalb der Mitte, Schirmung in Kontakt mit Leitungen/Innenschirmung

Einige unserer Produktionskunden haben angegeben, dass sie bis zu 10-15 Durchläufe unter Verwendung intermetallischer Tiegel erreichen konnten. Diese Anwender sind sehr erfahren in der thermischen Verdampfung von Aluminium in großen Mengen. Daher haben sie ihre Prozesse verfeinert, sodass diese Ergebnisse möglicherweise nicht bei allen Anwendungen typisch sind. Ein Beispiel für eine Zusammenstellung von Heizer und Tiegel bei Verwendung eines unserer Vakuumsysteme wären unsere EVCH1 oder EVCH10 zusammen mit EVC9INTSPL01.

Die Blitzverdampfung von Aluminium ist eine übliche Methode zur Deposition großer Aluminiummengen, insbesondere in der Automobilbeleuchtung und der dekorativen Industrie. Aluminiumstücke (Drähte, Canes, Spulen usw.) werden auf Wolframfäden aufgebracht. Die Filamente sind mit elektrischen Durchführungen verbunden. Wenn ein ausreichender Strom angelegt wird, verdampft das Aluminium augenblicklich (Flash). In einem Depositionssystem sind im allgemeinen viele Filamente verbunden, wodurch eine große Anzahl von Substraten gleichzeitig beschichtet werden kann. Es sollte beachtet werden, dass nicht alle 100 % des Aluminiums verdampfen. Ein Teil „benetzt“ das Wolfram. Nach mehreren Läufen bricht das Filament und muss ersetzt werden.

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

Elektronenstrahlverdampfung von Aluminium (Al)

Es ist wichtig, anzumerken, dass Aluminium die Tendenz hat, mit Refraktärmetallen zu legieren, was während des Elektronenstrahl- oder thermischen Verdampfens Risse in Metalltiegeln und -schiffchen verursacht.

As with thermal evaporation, we recommend using an intermetallic crucible when e-beam evaporating aluminum because of the crucible material's unique conductive and lubricious characteristics. Ein wichtiger Prozesshinweis beim Elektronenstrahlverdampfen ist die Beachtung des richtigen Füllvolumens. Wir stellen fest, dass der Schmelzpegel des Aluminiums 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 Resultat ist die Entstehung von Rissen im Tiegel. 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. While our customers report success in running aluminum out of intermetallic crucibles, others claim that FABMATE® crucibles last longer. It is important to mention that most FABMATE crucibles are less expensive than intermetallic crucibles.

Es besteht die Gefahr einer Verunreinigung der Schichten mit Aluminiumcarbid, wenn höhere Leistungen während der Verdampfung verwendet werden. Die hohe Strahlleistung verursacht eine erhöhte thermische Belastung des Tiegels und Kohlenstoff der Tiegeleinsätze kann in die Aluminiumschmelze gelangen. Der Nachweis dieses Vorkommens ist in der Regel eine transparente, gelbliche Schicht, die die Oberfläche der Schmelze bedeckt. Die Aufdampfrate wird absinken und die natürliche Reaktion besteht darin, die Leistung zu erhöhen. Dies verschärft jedoch nur das Problem. Wenn Sie vom Beginn des Prozesses an niedrigere Strahlleistungen anwenden, können Sie diese Bedrohung minimieren.

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