Ruthenium (Ru) Stücke Aufdampfmaterialien

Ruthenium (Ru) Pieces 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 .

Ruthenium (Ru) General Information

Ruthenium is a rare metal which belongs to the platinum group of elements on the Periodic Table. Es hat einen Schmelzpunkt von 2.310 °C, eine Dichte von 12,3 g/cc und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 2.260 °C. It is silvery white in appearance and typically alloyed with other metals to improve durability and corrosion resistance. Its compounds are often found in electrical contacts and computer microchips. It is evaporated under vacuum to produce semiconductors, magnetic storage media, and fuel cells.

Ruthenium (Ru) Specifications

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.

Thermal Evaporation of Ruthenium (Ru)

Ruthenium is nearly impossible to deposit by thermal evaporation due to the high power required for the material to evaporate. Magnetron sputtering is the recommended method for ruthenium deposition.

E-beam Evaporation of Ruthenium (Ru)

Ruthenium is difficult to deposit by e-beam evaporation, but not impossible. Ruthenium has a vapor pressure of 10^-4 Torr at 2.260°C and is rated as 'poor' for e-beam evaporation due to the high temperatures required to achieve a decent deposition rate. We have not yet qualified a crucible liner material for e-beam evaporation of ruthenium and generally recommend using FABMATE® as it is compatible with many materials.

As with any new material, we recommend doing a manual run to determine the material's melting point and deposition point. Due to ruthenium's high melting point (2,310°C), high powers are required in order to achieve an effective deposition rate. This will result in the vacuum chamber becoming very hot. Typically, ruthenium does not melt well to form a solid slug for evaporation. 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. For these reasons, the e-beam evaporation of ruthenium should be closely monitored through at least welder's shade 9 glass. Aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrades und der Gefahr von Geräteschäden ist während des gesamten Verdampfungszyklus große Vorsicht geboten.

Wir empfehlen, anstelle von Pellets ein vorgefertigtes Slug (oder eine Starterquelle) zu verwenden. Die beiden Hauptvorteile des Einsatzes einer Starterquelle sind die einfache Handhabung und hohe Packungsdichte. We have also found that using a rod for high temperature materials like ruthenium helps to reduce the amount of power required for deposition. Der Durchmesser des Stabs ist der kleinste Innendurchmesser des Tiegeleinsatzes. The rod is only in contact with the liner on the lower flat, which limits thermal conductivity into the hearth. A fixed, focused e-beam should be used and centered directly in the middle of the ruthenium rod. This will help maximize the deposition rate for a given power. The e-beam should be controlled so that it is always focused on the material and the run should be terminated if the e-beam or material is not cooperating. Ruthenium will still require high power for evaporation when using a starter source or rod, but less so than when using pellets.

KJLC^® kann diese Starterquellen oder -stäbe herstellen. Contact us by clicking here with your e-gun manufacturer, pocket size, and number of hearth pockets in order for us to produce a quote.