Verchromte Wolfram (Cr)-Stäbe Aufdampfmaterialien

Verchromte Wolfram (Cr)-Stäbe Überblick

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. Die tatsächlichen Preise können, je nach Verfügbarkeit und Marktschwankungen, höher oder niedriger sein. Klicken Sie bitte hier, wenn Sie direkt mit uns über die aktuellen Preise sprechen möchten.

Verchromte Wolfram (Cr)-Stäbe Allgemeine Informationen

Chrom ist eines der beliebtesten Metalle weltweit. Chrom ist ein silbriges, glänzendes, hartes und sprödes Metall, das für seine hohe Spiegelpolier- und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Es hat einen Schmelzpunkt von 1.857 °C, eine Dichte von 7,2 g/cc und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.157 °C. Sein Name kommt vom Griechischen „chroma“, was Farbe bedeutet, weil es sehr farbenfroh ist. Es ist in der Automobilindustrie weit verbreitet, um glänzende Beschichtung auf Rädern und Stoßstangen zu erzeugen. Chrom wird in vielen Vakuumanwendungen wie z. B. in der Automobilglasbeschichtung, der Photovoltaikzellenherstellung, der Batterieherstellung sowie in dekorativen und korrosionsbeständigen Beschichtungen eingesetzt.

Verchromte Wolfram (Cr)-Stäbe-Spezifikationen

**** Empfehlung basierend auf früheren Erfahrungen, kann aber je nach Prozess variieren. Kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen KJLC Sales Manager für weitere Informationen

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.

Bemaßte Zeichnungen

 

Thermisches Verdampfen von verchromten Wolfram (Cr)-Stäben

Chrom kann in der thermischen Verdampfung problematisch sein, da es bei hohen Temperaturen sublimiert. Zum thermischen Verdampfen muss die Temperatur eines Materials so weit erhöht werden, dass sein Gleichgewichtsdampfdruck bei 1E^-2 Torr liegt. Dies sorgt für gute Abscheideraten in Systemen mit „normalen“ Quelle-zu-Substrat-Geometrien. Gemäß der Dampfdruckkurve von Chrom beträgt die dafür erforderliche Temperatur 1.400 °C.

Diagramm zum Dampfdruck von verchromten Wolfram (Cr)-Stäben

Da dessen Schmelzpunkt höher ist (1.857 °C), sublimiert es aus der festen Phase. Daraus ergeben sich zwei mögliche Probleme. Erstens kann eine Erwärmung auf 1.400 °C eine unzulässig hohe thermische Belastung in der Kammer erzeugen. Zweitens, is der Wärmeübertragungsmechanismus von massiven Chromteilen fast ausschließlich durch Wärmestrahlung gegeben, was bedeutet, dass der Heizer viel höher als 1.400 °C heizen muss.

Es existieren zwei generelle Empfehlungen für die thermische Verdampfung von Chrom. Die erste Möglichkeit ist die Verwendung von verchromten Wolframstäben . Diese galvanisierten Stäbe sind ideal für die Abscheidung sehr dünner Adhäsionsschichten. Da das Chrom direkt auf dem Wolframstab aufgebracht wird, erfolgt die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung. Die Sublimation erfolgt einfach und schnell, verglichen mit dem Verdampfen aus einem Schiffchen, und führt zu einer potenziell wesentlich geringeren thermischen Belastung der Kammer. Die Hauptnachteile dieser Stäbe sind die begrenzte Menge an Chrom, die von jedem Stab zur Verfügung steht, und die Tatsache, dass es sich um Einwegquellen handelt.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, das Material aus einem Schiffchen aus hochschmelzendem Metall zu verdampfen. Wir konnten in der Vergangenheit erfolgreich Depositionen durchführen aus einem schmalen Wolframschiffchen mit dickem Blech EVS20A015W. Unter Verwendung dieses Schiffchens sublimierten wir Chromstücke bei 3.3V und 375 A mit unserem KJLC^®-Standardnetzteil. Es gibt keine Wechselwirkung zwischen dem sublimierenden Chrom und dem WolframSchiffchen. Die Raten sind bei 1-5 Angström/sek relativ einfach zu kontrollieren. Es ist wichtig anzumerken, dass unser Netzteil zwar bis 1,200 W leisten kann, während der Sublimation aber eine geringere Leistung verwendet wurde.

EVS20A015 W Schiffchen nach dem Cr-Verdampfungslauf (links)

Bild des Schiffchens, das zum Verdampfen von Cr-Stücken (links) neben einem neuen Schiffchen (rechts) aufgenommen wurde. Die Cr-Stücke werden außerhalb des Schiffchens gezeigt. Diese blieben nach dem Aufdampfen einer 2000 Å dicken Cr-Schicht übrig.

Elektronenstrahlverdampfung von verchromten Wolfram (Cr)-Stäben

Chrom kann mittels Elektronenstrahl aus einem FABMATE^®-, Graphit- oder Wolfram-Tiegeleinsatz verdampft werden. 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.

Chrom kann auch direkt aus der Kupfertasche der Elektronenkanone heraus verdampft werden. Aus diesem Grund bevorzugen einige Kunden einen passend geschmolzenen Block (oder Starterquelle), der direkt in die Tasche eingesetzt wird. Die beiden Hauptvorteile des Einsatzes einer Starterquelle sind die einfache Handhabung und hohe Packungsdichte. Da es nicht immer möglich ist ohne Tiegel zu arbeiten, insbesondere bei gemeinsam genutzten Systemen, verwenden einige Kunden einen Kupfertiegeleinsatz , anstatt die Starterquelle direkt in die Tasche der Elektronenkanone zu legen.

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.