진공 증착을 위한 PVD 도가니란?

진공 증착은 물리적 기상 증착(PVD)에 사용된 가장 초기의 방법 중 하나입니다. 일반적인 기술로는 열 증착, 전자빔 증착, 스퍼터링 및 아크 증착이 있습니다. 이 중 열 증발은 원재료가 증발할 때까지 고진공 상태에서 가열하는 방식입니다. 증발 소스라고 하는 가열 장치는 도가니 안에 코팅 재료를 보관합니다. 도가니가 가열되면 재료는 액체 상태에서 증발하거나 고체 상태에서 직접 승화되고, 생성된 증기는 기판 표면에 응축되어 박막을 형성합니다. 가열 방법에는 일반적으로 저항 가열과 고주파 유도 가열이 포함됩니다.

증발 도가니의 역할과 설계

증발 도가니는 열 증발 공정의 핵심 구성 요소입니다. 가열 및 증발 과정에서 재료를 고정하는 데 사용됩니다. 이러한 도가니는 일반적으로 그릇이나 원통 모양이지만, 맞춤 제작도 가능합니다. 알루미나(Al₂O₃)는 높은 녹는점, 열 안정성, 내화학성으로 인해 일반적으로 사용되며, 다양한 고온 증착 응용 분야에 적합합니다.

증발 도가니는 박막 증착, 진공 증착, PVD 코팅과 같은 공정에서 필수적이며, 소스 재료를 보관하고 증착층의 순도를 유지하는 고온 용기 역할을 합니다.

도가니 라이너: 도가니 라이너: 사용 시기 및 이유

증발 도가니는 용도에 따라 도가니 라이너가 있거나 없을 수 있습니다. 라이너는 도가니 내부에 배치되어 원료 물질을 도가니 벽으로부터 분리하는 작은 용기입니다. 라이너는 용융 물질이나 냉각 중 열 응력으로 인한 반응, 부식 또는 기계적 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다.

일반적인 라이너 재료로는 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 열분해 질화 붕소(PBN)가 있습니다.

예를 들어, PBN 라이너가 있는 Al₂O₃ 도가니는 최대 1300°C의 온도에서 알루미늄 증발에 적합합니다.

알루미나 도가니에서 직접 증발할 수 있는 물질

일부 재료는 작동 온도에서 녹거나 도가니와 반응하지 않기 때문에 고알루미나 세라믹 도가니와 함께 사용할 때 라이너가 필요하지 않습니다. 예를 들면 다음과 같습니다:

• 크롬(Cr): 약 1650°C에서 승화하여 액상을 우회하여 도가니 손상 위험을 최소화합니다.

• 금(Au): 1550-1600°C의 순수 알루미나 도가니에서 직접 증발 가능.

• 붕소(B): 고온에서 작동하지만 1600°C 이상에서는 도가니가 부식될 수 있으므로 주의가 필요합니다.

• 코발트 (Co): 약 1640°C에서 기화하며 라이너 없이 사용 가능합니다.

• 철(Fe): 금속 라이너와 반응하여 알루미나가 더 나은 옵션이 될 수 있습니다. 권장 온도: 1550-1600°C.

게르마늄(Ge): 급격한 온도 변화에 민감합니다. 가열/냉각 속도를 조절하고 1500°C 내외의 안정적인 온도를 유지하는 것이 좋습니다.

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