Zirkonium (Zr) Pellets Aufdampfmaterialien

Zirconium (Zr) 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 .

Zirconium (Zr) General Information

Zirkonium ist im Periodensystem als Übergangsmetall eingestuft. Es hat eine Dichte von 6,49 g/cm³, einen Schmelzpunkt von 1.852 °C und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.987 °C. Es ist silberweiß und wird aufgrund seiner Neigung zur Korrosionsbeständigkeit stark in der chemischen Industrie eingesetzt. Zirkonium findet man in chirurgischen Geräten, supraleitenden Magneten und der Umhüllung von Kernreaktoren. Es wird auch als Legierungsmittel für Stahl verwendet. Seine Verbindung, Zirkonoxid, ist oft ein Ersatz für Diamanten in Schmuck. Zirkonium, zusammen mit seinen Legierungen und Verbindungen, wird unter Vakuum für optische Beschichtungen, Halbleiter und Datenspeicher verdampft.

Zirconium (Zr) 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 Zirkonium (Zr)

Zirkonium benötigt eine Temperatur von über 2.600 °C für eine effektive Deposition als Dünnschicht. Aufgrund dieses hohen Temperaturbedarfs ist es nahezu unmöglich, durch thermische, Widerstandserwärmung zu verdampfen. Selbst wenn man ein Wolframschiffchen benutzt, besteht die Gefahr, dass das Wolfram selbst im ppm-Bereich beginnt zu verdampfen und zu Verunreinigung führt. Aus diesem Grund ist die Elektronenstrahlverdampfung oder das Magnetron-Sputtern das empfohlene Verfahren zur Deposition von Zirkonium.

Elektronenstrahlverdampfung von Zirkonium (Zr)

Zirkonium wird als „hervorragend“ für die Elektronenstrahlverdampfung eingestuft. As of right now, we have not yet qualified a crucible liner material for e-beam evaporating zirconium and generally recommend to start with a FABMATE® liner since it is compatible with most materials.

Zirkonium benötigt hohe Leistungen, um eine effektive Depositionsrate zu erreichen. Typischerweise schmilzt Zirkonium nicht gut und bildet keinen einheitlichen Block 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 Zirkonium mit Schweißerschutzbrillen 9 genau überwacht werden. Aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrades und der Gefahr von Geräteschäden ist während des gesamten Verdampfungszyklus große Vorsicht geboten.

Ein vorbearbeiteter Rohling (oder Starterquelle) wird gegenüber Pellets bevorzugt. Die beiden Hauptvorteile des Einsatzes einer Starterquelle sind die einfache Handhabung und hohe Packungsdichte. Zirconium will still require high power for evaporation even when using a starter source, but less so than when using 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.

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.