Silizium (Si (P-Typ)) Stücke Aufdampfmaterialien

Silicon (Si (P-type)) 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 .

Silicon (Si (P-type)) General Information

Silizium ist eines der am weitesten verbreiteten Elemente weltweit. Es ist dunkelgrau und halbmetallisch mit einer bläulichen Färbung. Es hat einen Schmelzpunkt von 1.410 °C, eine Dichte von 2,32 g/cc und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.337 °C. Es ist ein sprödes Halbmetall, das leicht abplatzen kann. Silizium ist ein Halbleiter, der in der Elektronik- und Computerindustrie stark genutzt wird. Je nach Anwendung wird es oft mit Arsen, Phosphor oder Bor dotiert. Es wird unter Vakuum für die Herstellung von Schaltkreisen, Datenspeichern und Batterien verdampft.

Silicon (Si (P-type)) Specifications

‡ Nur ein Durchlauf.

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.

Thermische Verdampfung von Silizium (Si (P-Typ))

Die thermische Verdampfung von Silizium ist schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Wir bezeichnen die Verdampfungstemperatur eines Materials als die Temperatur, die erforderlich ist, um einen Dampfdruck von 10^-2 Torr zu erreichen. Bei diesem Dampfdruck ist eine hohe Depositionsrate in einem System mit normaler Source-to-Substrat-Geometrie möglich. Um diesen Dampfdruck zu erreichen, muss Silizium auf ~1.600 °C erhitzt werden. Da diese Temperatur höher ist als ihr Schmelzpunkt (1.410 °C), verdampft Silizium aus der flüssigen Form.

Flüssiges Silizium reagiert jedoch mit Refraktärmetallen. Wir haben versucht, Silizium aus einem dickwandigen Wolframboot (0,025" Dicke) thermisch zu verdampfen - leider ohne Erfolg. Das flüssige Silizium hat die Oberfläche benetzt und hat mit dem Boot legiert, wodurch dieses versagte, bevor eine vernünftige Schicht abgeschieden werden konnte. Wir haben auch versucht, eine abgeschirmte Tiegelheizung mit einem Graphittiegel zu verwenden. Auch dieser Ansatz scheiterte, da das flüssige Silizium mit dem Tiegel reagierte.

Wir haben derzeit keine gute Quellenempfehlung für die thermische Verdampfung von Silizium und empfehlen generell die Elektronenstrahlverdampfung oder das Sputtern zur Deposition von Siliziumschichten. Aber auch der Prozess der Elektronenstrahlverdampfung kann kompliziert sein.

Elektronenstrahlverdampfung von Silizium (Si (P-Typ))

Silizium gilt als ausreichend geeignet für die Elektronenstrahlverdampfung.

Wir bezeichnen die Verdampfungstemperatur eines Materials als die Temperatur, die erforderlich ist, um einen Dampfdruck von 10^-2 Torr zu erreichen. Bei diesem Dampfdruck ist eine hohe Depositionsrate in einem System mit normaler Source-to-Substrat-Geometrie möglich. Um diesen Dampfdruck zu erreichen, muss Silizium auf ~1.600 °C erhitzt werden. Da diese Temperatur höher ist als ihr Schmelzpunkt (1.410 °C), verdampft Silizium aus der flüssigen Form.

We recommend using either a FABMATE® or tantalum crucible liner for e-beam evaporating silicon. Tiegeleinsätze müssen relativ häufig ausgetauscht werden, da flüssiges Silizium die Tendenz hat, diese zu beschädigen. Wenn Silizium schmilzt, verbindet es sich mechanisch mit den Innenwänden der Tiegelauskleidung. Beim Abkühlen oder Wiedererwärmen kann der Unterschied in der thermischen Ausdehnung bzw. Kontraktion des Siliziums in Kontakt mit dem Liner genügend Spannung erzeugen, um diesen zu zerbrechen. 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 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, ein Schmelzniveau zwischen 30-80 % beizubehalten und die Leistung langsam auf und ab zu erhöhen, um diese Komplikationen zu vermeiden. Aber auch bei Einhaltung dieser Richtlinien müssen die Auskleidungen häufig ausgetauscht werden.

It is important to note that the FABMATE® liners will likely survive only one evaporation run. Mit einem Liner aus Tantal ist es möglich, mehrere Durchläufe zu erhalten. However, tantalum liners are generally more expensive than the FABMATE® ones. Users will need to consider the extra life of the tantalum liner versus the extra cost to determine if it is more economical to purchase additional FABMATE® liners and replace after each run.