Wie Verdunstungsboote funktionieren

Verdampfungsboote sind keramische Bauteile, die als Behälter für das zu verdampfende Metall (reines Aluminium) dienen. Sie fungieren als elektrische WiderstandsheizungenDas Verdampfungsboot und ein kontinuierlich gespeister Aluminiumdraht werden unter Hochvakuum durch Stromfluss erwärmt, so dass der Draht zuerst schmilzt und dann verdampft. Durch spezielle Oberflächenstrukturierung und Textur wird ein geschmolzenes Bad gebildet und optimal über das Boot verteilt, wodurch für eine homogene Dampfwolke gesorgt wird. Der Metalldampf wird dann auf einem Substrat abgeschieden, das sich über der Dampfwolke befindet.

Materialien für Verdunstungsboote

Es gibt verschiedene Anforderungen, die Verdunstungsboote erfüllen müssen. Damit das Prinzip der Widerstandsheizung funktioniert, müssen sie elektrisch leitfähig sein; Gleichzeitig benötigen sie einen ausreichend hohen elektrischen Widerstand, um eine Erwärmung überhaupt möglich zu machen. Darüber hinaus müssen sie gegen hohe Temperaturen beständig und gegenüber geschmolzenem Metall inert sein. Um diese Eigenschaften zu kombinieren, werden Mischkeramiken aus zwei oder drei Komponenten hergestellt.

Zwei-Komponenten-Verdunstungsboote enthalten Titandiborid und BORON NITRIDE. Aufgrund seiner Bindungsstruktur bietet Titandiborid eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und bleibt auch gegenüber Nichteisenmetallschmelzen inert. Es verbessert auch die Benetzbarkeit des Verdampfungsbootes durch flüssiges Aluminium und sorgt für ein Schmelzbad mit einer ausgedehnten Oberfläche. Zum Beispiel, wenn es für die Aluminiumdampfabscheidung verwendet wird, ist es vollständig mit flüssigem Aluminium benetzt. Darüber hinaus ist Titandiborid ein sehr guter elektrischer Leiter. Bornitrid wird als nicht leitendes Material hinzugefügt, um den elektrischen Widerstand des Verdampfungsbootes einzustellen.

Zu den Dreikomponenten-Mischkeramiken gehört auch Aluminiumnitrid. Dieses Material hat eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit, was es besonders für große Verdunstungsboote geeignet macht, um sicherzustellen, dass sie sich schnell und gleichmäßig erwärmen. Im Vergleich zu Zwei-Komponenten-Verdampfungsbooten haben die Drei-Komponenten-Versionen eine kürzere Lebensdauer mit geringeren Verdampfungsraten und geringerer Korrosionsbeständigkeit. Gleichzeitig wird die Benetzbarkeit des Verdampfers deutlich verbessert und es kommt zu einer größeren Homogenität der abgeschiedenen Schichten. Drei-Komponenten-Verdampfer werden daher vor allem bei der Herstellung von Kondensatoren eingesetzt, da dies eine besonders hohe Homogenität in den Beschichtungen erfordert.