Siliziumdioxid (SiO₂) Stücke Aufdampfmaterialien

Silicon Dioxide (SiO₂) 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 Dioxide (SiO₂) General Information

Siliziumdioxid, auch Kieselsäure genannt, hat die chemische Formel SiO₂. Es hat einen Schmelzpunkt von 1.610 °C, eine Dichte von 2,648 g/cc und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.025 °C. Siliziumdioxid kommt in der Natur häufig als Sand oder Quarz vor. Es wird vor allem bei der Herstellung von Glas für Fenster und Getränkeflaschen eingesetzt. Es wird unter Vakuum für die Herstellung von optoelektronischen Geräten und Schaltkreisen verdampft.

Silicon Dioxide (SiO₂) Specifications

* Beeinflusst von der Zusammensetzung.

**** 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.

Thermische Verdampfung von Siliziumdioxid (SiO₂)

Wir empfehlen, das Substrat vor der thermischen Bedampfung mit Siliziumdioxid auf 350 °C zu heizen. Wir erwarten eine Depositionsrate von 2 Angström pro Sekunde, wenn die Verdampfungstemperatur bei ~1.200 °C liegt. Ein Partialdruck von O₂ bei 1-2 X 10^-4 Torr wird empfohlen. Unter diesen Parametern erwarten wir, dass die Schichten glatt und amorph sind. Der Werkstoff sollte ersetzt werden, wenn er dunkel oder schwarz wird.

Die thermische Verdampfung von Siliziumdioxid wird aufgrund der damit verbundenen Schwierigkeiten in der Regel nicht durchgeführt. Der einfachste Ansatz wäre, eine relativ preiswerte Schiffchenquelle zu verwenden und das Material so oft wie möglich zu wechseln. Wir empfehlen, es mit einem dickwandigen Wolframschiffchen wie unserem EVS20A015W zu versuchen. Die andere Möglichkeit wäre ein Tantal Korbverdampfer, wie unser EVSSO22. Damit Siliziumdioxid sublimiert und verdampft, muss die Temperatur des Verdampfers zwischen 1.500 °C und 1.800 °C liegen. Sobald die Temperatur des Materials in diesem Bereich liegt, besteht die Gefahr, dass das Material mit dem Korb oder Schiffchen legiert und dadurch versagt. Siliziumdioxid ähnelt Silizium im geschmolzenen Zustand.

Eine weitere Möglichkeit wäre die reaktive Verdampfung. Siliziummonoxid (SiO) kann in eine Tantal-Schallwand mit einer erheblichen Menge an Sauerstoff eingebracht werden (wir empfehlen 1-2 X 10^-4 Torr). Wir haben keine Probleme mit der thermischen Verdampfung von Siliziummonoxid festgestellt. Es ist jedoch notwendig, das Material nach jedem Durchgang auszutauschen. Siliziummonoxid ist schwer in Siliziumdioxid umzuwandeln, da die Bindungsenergie für Siliziummonoxid höher ist als die für Siliziumdioxid. Wie bei Siliziumdioxid muss die Temperatur des Korbverdampfers zwischen 1.500 °C und 1.800 °C liegen, damit die Verdampfung stattfinden kann. Sobald die Temperatur des Materials in diesem Bereich liegt, besteht die Gefahr, dass das Material mit dem Korb oder Schiffchen legiert und dadurch versagt. Siliziummonoxid ähnelt ebenfalls Silizium im geschmolzenen Zustand.

Elektronenstrahlverdampfung von Siliziumdioxid (SiO₂)

Siliziumdioxid wird als „ausgezeichnet“ für die Elektronenstrahlverdampfung eingestuft. Der Brechungsindex für SiO₂ liegt zwischen 1,44-1,55. Daher funktioniert dieses Verfahren gut für optische SiO₂-Schichten.

Wir empfehlen, das Substrat vor der Beschichtung mit Siliziumdioxid auf 350 °C zu heizen. Wir empfehlen außerdem den Elektronenstrahl bei geringer Leistung zu rastern (sweep) Oberfläche der Stücke gleichmäßig anzuschmelzen und die Bilddung von Löchern (hole drilling) zu vermeiden. Wir erwarten eine Depositionsrate von 2 Angström pro Sekunde, wenn die Verdampfungstemperatur bei ~1.200 °C liegt. Es wird ein Partialdruck von O₂ bei 1 X 10^-5 Torr empfohlen. Unter diesen Parametern werden glatte und amorphe Schichten mit guter Haftung erwartet. Manchmal werden SiO₂-Schichten als Haftschicht zwischen verschiedenen Materialien verwendet. Das Material sollte ersetzt werden, wenn es dunkel oder schwarz wird.

We also recommend evaporating from a FABMATE®, graphite, or tantalum crucible liner. 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.

Siliziumdioxid 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. Contact us by clicking here with your e-gun manufacturer, pocket size, and number of pockets in order for us to produce a quote.