Tantal (Ta) Pellets Aufdampfmaterialien

Tantalum (Ta) Pellets 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 .

Tantalum (Ta) General Information

Tantal wird im Periodensystem als Übergangsmetall eingestuft und gilt als eines der hochkorrosionsbeständigen Refraktärmetalle. Tantal hat einen Schmelzpunkt von 3.017 °C, eine Dichte von 16,6 g/cc und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 2.590 °C. Es ist metallisch grau-blau mit auffallend ähnlichen chemischen Eigenschaften wie Niob. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von chirurgischen Implantaten verwendet, da es nicht toxisch ist. Es wird auch als Kondensator für die Elektronik verwendet und kann mit anderen Metallen legiert werden, um Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Tantal wird zusammen mit seinen Legierungen und Verbindungen unter Vakuum zu Halbleitern, optischen Beschichtungen, magnetischen Speichermedien sowie verschleiß- und korrosionsbeständigen Beschichtungen verdampft.

Tantalum (Ta) 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.

Thermische Verdampfung von Tantal (Ta)

Tantal lässt sich aufgrund der hohen Verdampfungsleistung des Materials kaum durch thermische Verdampfung abscheiden. Für die Tantalabscheidung wird die Elektronenstrahlverdampfung oder das Magnetronsputtern empfohlen.

Elektronenstrahlverdampfung von Tantal (Ta)

Tantal wird als ausgezeichnet für die Elektronenstrahlverdampfung eingestuft. Der Prozess kann jedoch schwierig sein und sollte sehr genau überwacht werden.

Aufgrund seines hohen Schmelzpunktes (3.017 °C) benötigt Tantal hohe Leistungen, um eine effektive Abscheidungsrate zu erreichen. Typischerweise schmilzt Tantal nicht gut und bildet einen festen Rohling für die Verdampfung. 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. Aus diesen Gründen sollte die Elektronenstrahlverdampfung von Tantal durch Schweißerschutzbrillen 9 genau überwacht werden. 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. Wir haben auch festgestellt, dass die Verwendung eines Stabes für Hochtemperaturmaterialien wie Tantal dazu beiträgt, den Energiebedarf für die Abscheidung zu reduzieren. Wir bearbeiten einen Stab so, dass der Außendurchmesser des Stabes nicht mit den gekühlten Wänden der Tiegelauskleidung in Berührung kommt. Dies ermöglicht höhere Temperaturen bei geringeren Leistungen und eliminiert das Problem teilgeschmolzener Pellets. Tantal benötigt auch bei Verwendung einer Starterquelle oder eines Stabes noch eine hohe Verdampfungsleistung, jedoch weniger als bei der Verwendung von Pellets.

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.

We also recommend using a FABMATE® or graphite crucible liner or running tantalum directly from the hearth of the e-gun. Da es nicht immer eine Option ist, keine Tiegeleinsätze zu verwenden, insbesondere bei gemeinsam genutzten Systemen, benutzen einige Kunden Tiegeleinsätze aus Kupfer für die Starterquellen, anstatt diese direkt in die Tasche der Elektronenkanone zu legen.

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.