Den ultimative guide til termiske fordampningsbelægninger
Termisk fordampningsbelægning er en af de mest basale og udbredte metoder til fremstilling af tyndfilm. fysisk dampaflejring (PVD)Siden sin fødsel i begyndelsen af det 20. århundrede har den spillet en uerstattelig rolle inden for mange områder såsom optik, elektronik, materialevidenskab, rumfart osv.
- Lavpris
- God filmuniformitet
- Højere filmaflejringshastighed
- Stærk film-substratbinding
Wstitanium værksted
Vores kraftfulde faciliteter
Alt du bør vide om termisk fordampningsbelægning
Termisk fordampningsbelægning er en af de klassiske og modne fysiske dampaflejringsteknologier. Med sine klare principper, simple udstyr og stabile filmkvalitet har den altid opretholdt en stærk vitalitet i de sidste 100 års udvikling. Denne blog forklarer termisk fordampningsbelægningssystemer, fra kerneprincipper til praktiske anvendelser, og giver en reference til forskning inden for relaterede områder.
Termisk fordampningsbelægning er at opvarme materialet til fordampningstemperaturen gennem specifik opvarmning i et højvakuummiljø, så det ændrer formen fra fast stof til gasform. De fordampede atomer eller molekyler udstødes til substratoverfladen i en lineær bevægelse i et vakuum, kondenserer og aflejres på substratet. Atomerne eller molekylerne i belægningsmaterialet bevæger sig frit i form af gas og arrangeres til sidst på en ordnet måde på substratets overflade for at danne et filmlag med specifikke funktioner og ydeevne.
Sammenlignet med andre belægningsteknologier har fordampningsbelægning unikke fordele og egenskaber. Udstyret er relativt simpelt, omkostningerne er relativt lave, og det er konkurrencedygtigt i storskalaproduktion. Fordampningsbelægning opnår en høj aflejringshastighed. I et højvakuummiljø undgås introduktion af urenheder effektivt, hvorved der opnås en film med høj renhed.
Princippet for termisk fordampningsbelægning
Ved termisk fordampningsbelægning er vakuummiljøet som en ren scene, der giver de nødvendige betingelser for atomers og molekylers ordnede "ydeevne". Når systemet er i en højvakuumtilstand, er antallet af gasmolekyler ekstremt lille, hvilket i høj grad reducerer sandsynligheden for, at de fordampede atomer eller molekyler kolliderer med andre gasmolekyler under transmission.
Opvarmningsmekanisme
Opvarmning er et af kerneleddene i fordampningsbelægning, hvor varme overføres til belægningsmaterialet for gradvist at øge dets temperatur. Når temperaturen når belægningsmaterialets fordampningstemperatur, får materialemolekylerne tilstrækkelig energi, overvinder interaktionskraften mellem molekylerne og begynder at skifte fra fast stof til gasform, hvilket er fordampning. Varmeoverførslen og -effektiviteten påvirker direkte fordampningens hastighed og ensartethed. Tag modstandsopvarmning som eksempel, hvor der genereres varme, når strøm passerer gennem modstandstråden. Varmeledning overfører varmen til belægningsmaterialet. Hvis temperaturfordelingen af modstandstråden er ujævn, vil det forårsage ujævn opvarmning af belægningsmaterialet, hvilket påvirker fordampningens ensartethed.
Fordampningsmekanisme
Fordampning er ikke en simpel overgang til et materiales tilstand, der involverer en kompleks dynamisk fordampningsmekanisme. Ifølge teorien om molekylær bevægelse er et stofs fordampningshastighed tæt forbundet med faktorer som temperatur og stoffets damptryk. Jo højere stoffets damptryk er, desto hurtigere er fordampningshastigheden. Når belægningsmaterialet opvarmes, og molekylerne på overfladen har opnået energi, vil nogle af molekylerne have nok energi til at overvinde overfladeenergien og derved forlade materialets overflade og gå ind i gasfasen. Når temperaturen stiger, øges antallet af molekyler med denne energi, og fordampningshastigheden accelererer også. Fordampning påvirkes også af faktorer som materialets overfladetilstand og det omgivende gasmiljø. Hvis der er urenheder eller defekter på materialets overflade, kan det påvirke molekylernes fordampningsadfærd; og trykket og sammensætningen af det omgivende gasmiljø vil også have en vis indflydelse på fordampningshastigheden.
Aflejring og filmdannelse
Når de fordampede atomer eller molekyler kommer ind i vakuummiljøet i form af gas, vil de bevæge sig frit i vakuumet og danne en atomstrøm eller en molekylstrøm. Når disse atomer eller molekyler kommer i kontakt med substratoverfladen, vil de blive adsorberet af substratoverfladen og danne et fysisk adsorptionslag. Efterhånden som antallet af adsorberede atomer fortsætter med at stige, og når en vis kritisk koncentration er nået, vil der dannes små krystalkerner på substratoverfladen. Når krystalkernerne er dannet, vil de fortsætte med at adsorbere de omgivende atomer og gradvist vokse. Tilstødende krystalkerner vil også smelte sammen og til sidst danne en kontinuerlig film. Ved vækst af tynde film har atomaflejringshastigheden og overfladediffusionshastigheden en vigtig indflydelse på filmens struktur og egenskaber.
Hvis atomaflejringshastigheden er for hurtig, og overfladediffusionshastigheden er langsom, kan det føre til flere defekter og porer i filmen; hvis overfladediffusionshastigheden derimod er hurtig, kan atomerne diffunderes fuldt ud og arrangeres på en ordnet måde, og der kan opnås en film med en tæt struktur og fremragende ydeevne.
Typer af termisk fordampningsbelægning
Laserfordampningsbelægning bruger en laserstråle med høj energitæthed til at bestråle belægningsmaterialet, så det hurtigt absorberer laserenergien, og temperaturen stiger kraftigt, hvorved der opnås øjeblikkelig fordampning. Laserfordampningsbelægning har en ekstremt høj fordampningshastighed og fordampningseffektivitet og fuldfører aflejringen af tynde film på kort tid.
Modstandsfordampningsbelægning refererer til den proces, hvor strøm passerer gennem modstandsmaterialet for at generere varme, som overføres til belægningsmaterialet for at nå fordampningstemperaturen, hvorved belægningen opnås. Den er egnet til metaller og legeringer med lave smeltepunkter, såsom aluminium, sølv og kobber.
Elektronstrålefordampningsbelægning bruger en elektronkanon til at generere en højhastighedselektronstråle. Elektronstrålen accelereres under påvirkning af det elektriske felt og fokuseres på belægningsmaterialet gennem en elektromagnetisk linse. Atomerne eller molekylerne får nok energi til at omdanne sig fra fast stof til gas for at opnå fordampning.
Termisk fordampningsbelægningsmaterialer
| Symbol | Smeltepunkt °C | Density | Z-forhold | Temperatur °C @ damptryk (Torr) | Fordampningsmetode | Digelforing | Bemærkninger | ||
| Al | 660 | 2.7 | 1.08 | 677 | 821 | 1010 | eBeam (Xlnt) | TiB2-TiC, TiB2-BN, | Høje aflejringshastigheder mulige. Al befugter IMCS |
| grafit, BN | |||||||||
| AlSb | 1080 | 4.3 | — | — | — | — | eBeam (fair) | TiB2-BN, BN, C, Al2O3 | Samfordampning er den bedste fremgangsmåde |
| AlAs | 1600 | 3.7 | — | — | — | ~ 1300 | eBeam (dårlig) | TiB2-BN, BN, Al2O3 | Co-fordampning kan virke, men udføres typisk med MBE |
| AlBr3 | 97 | 3.01 | — | — | — | ~ 50 | eBeam (dårlig) | grafit, W | eStråle- eller termisk fordampning af vandfrit AlBr3-pulver |
| Al4C3 | 1400 | 2.36 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (fair) | grafit, W | eBeam-fordampning fra pulver, men CVD er en bedre tilgang |
| Al2%Cu | 640 | 2.8 | — | — | — | — | eBeam (fair) | TiB2-TiC, BN | eBeam-fordampning af Al-Cu-legeringer er mulig, men sputteraflejring er en bedre metode |
| AIF3 | 1257 | 3.07 | — | 410 | 490 | 700 | eBeam (fair) | grafit, Mo, W | Film har en tendens til at være porøse, men glatte |
| sublime | sublime | ||||||||
| Aln. | — | 3.26 | — | — | — | ~ 1750 | eBeam (fair) | TiB2-TiC, | Reaktiv fordampning af Al i N2 eller ammoniakpartialtryk |
| sublime | grafit, BN | ||||||||
| Al2O3 | 2045 | 3.97 | 0.336 | — | — | 1550 | eBeam (Xlnt) | W, grafit | Bevæget stråle med lave aflejringshastigheder (< 3 Å/sek) |
| Al2%Si | 640 | 2.6 | — | — | — | 1010 | eBeam (fair) | TiB2-TiC, BN | eBeam-fordampning af Al-Si-legeringer er mulig, men sputteraflejring er en bedre metode |
| Sb | 630 | 6.68 | — | 279 | 345 | 425 | eBeam (fair) | BN, grafit, Al2O3 | Efterhånden som aflejringshastigheden øges fra 3-5 Å/s, falder kornstørrelsen, og filmdækningen forbedres. |
| sublime | |||||||||
| Sb2Te3 | 619 | 6.5 | — | — | — | 600 | eBeam (fair) | grafit, BN, W | De bedste resultater opnås med pulveriseret kildemateriale, og der kan opnås relativt høje aflejringshastigheder. |
| Sb2O3 | 656 | 5.2 eller 5.76 | — | — | — | ~ 300 | eBeam (god) | BN, Al2O3 | eBeam-fordampning fra pulver eller granulat |
| sublime | |||||||||
| Sb2Se3 | 611 | — | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit | Kan co-fordampes med Se for at overvinde variable støkiometriske effekter |
| Sb2S3 | 550 | 4.64 | — | — | — | ~ 200 | eBeam (god) | Al2O3, Mo, Ta | Film uden substratopvarmning er amorfe, mens polykrystallinske film dannes på opvarmede substrater. |
| As | 814 | 5.73 | — | 107 | 150 | 210 | eBeam (dårlig) | Al2O3, BeO, | Sputteraflejring er den foretrukne metode til aflejring af elementært arsen |
| grafit | |||||||||
| As2Se3 | 360 | 4.75 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts | Aflejringseffektiviteten stiger med aflejringshastigheden |
| As2S3 | 300 | 3.43 | — | — | — | ~ 400 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts, Mo | Tynde film har en tendens til at være rigere på As sammenlignet med kildematerialet. |
| As2Te3 | 362 | — | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts | CVD er den foretrukne aflejringsteknik til dette materiale |
| Ba | 710 | 3.78 | — | 545 | 627 | 735 | eBeam (fair) | W, Ta, Mo | Reagerer med keramik. Ba-fordampningspiller leveres ofte med beskyttende belægninger, som skal fjernes. |
| BaCl2 | 962 | 3.86 | — | — | — | ~ 650 | eBeam (dårlig) | W, Mo | Bevæget stråle og langsom effektrampe for at forkonditionere og udgasse kildematerialet |
| BaF2 | 1280 | 4.83 | — | — | — | ~ 700 | eBeam (fair) | W, Mo | Bedre konsistens i brydningsindeks opnås via CVD |
| sublime | |||||||||
| BaO | 1923 | 5.72 eller 5.32 | — | — | — | ~ 1300 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts | Bevæget stråle og langsom effektrampe for at forkonditionere og udgasse kildematerialet |
| Lav | 2200 | 4.25 | — | — | — | 1100 | eBeam (dårlig) | W, Mo | Sputteraflejring er den foretrukne aflejringsteknik |
| BaTiO3 | Nedbrydes | 6 | — | Nedbrydes | eBeam (dårlig) | W, Mo | BaTiO3 vil nedbrydes som en enkelt kilde. Fordamp sammen med Ti for at opretholde Ba/Ti-forholdet | ||
| Be | 1278 | 1.85 | — | 710 | 878 | 1000 | eBeam (Xlnt) | grafit | Meget høje aflejringshastigheder er mulige. Undgå kilder til Be-pulver på grund af toksicitet. |
| BeCl2 | 440 | 1.9 | — | — | — | ~ 150 | eBeam (dårlig) | grafit | CVD er den foretrukne aflejringsteknik til dette materiale |
| BeF2 | 800 | 1.99 | — | — | — | ~ 200 | eBeam (fair) | grafit | Undgå pulverkilder på grund af toksicitet |
| sublime | |||||||||
| BeO | 2530 | 3.01 | — | — | — | 1900 | eBeam (fair) | grafit, Al2O3 | Tynde film kan også produceres via reaktiv fordampning af Be med O2 |
| Bi | 271 | 9.8 | — | 330 | 410 | 520 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, grafit | Termisk udglødning efter aflejring forbedrer filmens egenskaber betydeligt. Dampe er dog giftige. |
| BiF3 | 727 | 8.75 | — | — | — | ~ 300 | eBeam (dårlig) | grafit | Sublimerer ved relativt lav temperatur, så et rimeligt damptryk kan opnås |
| sublime | |||||||||
| Bi2O3 | 820 | 8.9 | — | — | — | ~ 1400 | eBeam (dårlig) | — | eBeam-fordampning fra Bi2O3-kilde er mulig, men variationer i tyndfilmsstøkiometrien kan forekomme |
| Bi2Se3 | 710 | 7.66 | — | — | — | ~ 650 | eBeam (fair) | grafit, kvarts | Sputteraflejring foretrækkes, men |
| samfordampning ved hjælp af Bi- og Se-kilder er mulig | |||||||||
| Bi2Te3 | 585 | 7.85 | — | — | — | ~ 600 | eBeam (fair) | grafit, kvarts | Sputteraflejring foretrækkes, men |
| samfordampning ved hjælp af Bi- og Te-kilder er mulig | |||||||||
| Bi2Ti2O7 | — | — | — | Nedbrydes | eBeam (dårlig) | grafit, kvarts | Nedbrydes ved fordampning. Sputteraflejring foretrækkes, men kan reaktivt co-fordampes ved O2-partialtryk. | ||
| Bi2S3 | 685 | 7.39 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | grafit, W | Kan co-fordampes fra Bi- og S-kilder |
| B | 2100 | 2.36 | 0.389 | 1278 | 1548 | 1797 | eBeam (Xlnt) | grafit, W | Kan reagere med grafit- og wolframdigelforinger. Kræver høj effekt for at fordampe. |
| sublime | |||||||||
| B4C | 2350 | 2.5 | — | 2500 | 2580 | 2650 | eBeam (god) | grafit, W | Ionassisteret eBeam-aflejring med Ar kan forbedre filmadhæsion |
| BN | 2300 | 2.2 | — | — | — | ~ 1600 | eBeam (dårlig) | grafit, W | Ionassisteret eBeam-aflejring med N2 producerer støkiometriske tyndfilm, men sputteraflejring foretrækkes. |
| sublime | |||||||||
| B2O3 | 460 | 1.82 | — | — | — | ~ 1400 | eBeam (god) | W, Mo | eBeam-fordampning fra bulkmateriale producerer støkiometriske tyndfilm |
| B2S3 | 310 | 1.55 | — | — | — | 800 | eBeam (dårlig) | grafit | — |
| Cd | 321 | 8.64 | — | 64 | 120 | 180 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts | Et dedikeret system anbefales, da Cd kan forurene andre renhedsfølsomme aflejringer. |
| CdSb | 456 | 6.92 | — | — | — | — | — | — | — |
| Cd3As2 | 721 | 6.21 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | kvarts | Tynde film kan produceres ved eBeam-fordampning fra bulkmateriale, men CVD er en foretrukken aflejringsmetode. |
| CdBr2 | 567 | 5.19 | — | — | — | ~ 300 | — | — | — |
| CdCl2 | 570 | 4.05 | — | — | — | ~ 400 | — | — | — |
| CdF2 | 1070 | 5.64 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| CdI2 | 400 | 5.3 | — | — | — | ~ 250 | — | — | CdI2-film er blevet aflejret ved termisk fordampning på glassubstrater ved hjælp af støkiometriske pulvere. |
| CdO | 900 | 6.95 | — | — | — | ~ 530 | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts | Kan produceres ved reaktiv fordampning af Cd i partialtryk af O2 eller reaktiv sputtering med O2 |
| CdSe | 1264 | 5.81 | — | — | — | 540 | eBeam (god) | Al2O3, kvarts, grafit | eBeam-fordampning fra bulkmateriale producerer ensartede film |
| CdSiO2 | — | — | — | — | — | ~ 600 | — | — | Litteraturrapporter om aflejring ved CVD |
| CdS | 1750 | 4.82 | — | — | — | 550 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts, grafit | Opvarmning af substratet forbedrer filmens vedhæftning. Aflejringshastigheder på 15 Å/sek er mulige. |
| sublime | |||||||||
| CdTe | 1098 | 6.2 | — | — | — | 450 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts, grafit | Højkvalitets CdTe-tyndfilm på glassubstrater ved 100°C er blevet fremstillet med eBeam-aflejring. |
| Ca | 842 | 1.56 | — | 272 | 357 | 459 | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts | Lavt partialtryk af O2 i vakuumkammeret er nødvendigt for at undgå oxidation af Ca |
| sublime | |||||||||
| CaF2 | 1360 | 3.18 | — | — | — | ~ 1100 | eBeam (Xlnt) | kvarts, Ta | En aflejringshastighed på 20 Å/sekund opnås let med eBeam-aflejring. |
| Opvarmning af substrat forbedrer filmkvaliteten | |||||||||
| CaO | 2580 | 3.35 | — | — | — | ~ 1700 | eBeam (dårlig) | ZrO2, grafit | Danner flygtige oxider med W og Mo |
| CaO-SiO2 | 1540 | 2.9 | — | — | — | — | eBeam (god) | kvarts | Termisk udglødning efter aflejring ved 500°C forbedrer filmkvalitet og vedhæftning |
| CaS | — | 2.18 | — | — | — | 1100 | eBeam (dårlig) | ZrO2, grafit | Nedbrydning af CaS-bulkkildemateriale kan overvindes ved samfordampning med S |
| sublime | |||||||||
| CaTiO3 | 1975 | 4.1 | — | 1490 | 1600 | 1690 | eBeam (dårlig) | — | Sputteraflejring er den foretrukne metode |
| CaWO4 | 1620 | 6.06 | — | — | — | — | eBeam (god) | W, ZrO2 | Substratopvarmning forbedrer krystalliniteten af aflejringen |
| C | — | 1.8-2.3 | 0.22 | 1657 | 1867 | 2137 | eBeam (Xlnt) | grafit, W | Bedre filmadhæsion opnås ved eBeam-fordampning sammenlignet med vakuumbueaflejring |
| sublime | sublime | ||||||||
| Ce | 795 | 8.23 | — | 970 | 1150 | 1380 | eBeam (god) | Al2O3, BeO, | Ce-aflejringer oxiderer let, når de udsættes for luft |
| grafit | |||||||||
| CeO2 | 2600 | 7.3 | — | 1890 | 2000 | 2310 | eBeam (god) | grafit, Ta | Støkiometriske film opnås bedst ved hjælp af reaktiv fordampning med O2. |
| sublime | Opvarmning af substrat forbedrer filmkvaliteten | ||||||||
| CeF3 | 1418 | 6.16 | — | — | — | ~ 900 | eBeam (god) | Mo, Ta, W | Kan produceres ved hjælp af bulkmateriale. Substratopvarmning fra |
| 150-300°C forbedrer vedhæftning og filmkvalitet | |||||||||
| Ce2O3 | 1692 | 6.87 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit, Ta | Blandede CeO2-Ce2O3-film kan reduceres til Ce2O3 ved opvarmning i UHV ved 725°C. |
| Cs | 28 | 1.87 | — | -16 | 22 | 30 | eBeam (dårlig) | kvarts | — |
| CsBr | 636 | 4.44 | — | — | — | ~ 400 | — | — | — |
| CsCl | 646 | 3.97 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| CsF | 684 | 3.59 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| CsOH | 272 | 3.67 | — | — | — | ~ 550 | — | — | — |
| CSI | 621 | 4.51 | — | — | — | ~ 500 | eBeam (dårlig) | kvarts, Pt | Støkiometriske CsI-film er mulige fra bulkmateriale, men god filmdækning kan være en udfordring |
| Na5Al3F14 | — | 2.9 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (dårlig) | Al2O3 | Støkiometriske chiolitfilm er vanskelige at fremstille med eBeam-fordampning |
| Cr | 1890 | 7.2 | 0.305 | 837 | 977 | 1157 | eBeam (god) | W, grafit | Filmene er meget klæbende. Høje aflejringshastigheder er mulige, men ensartethed kan være et problem |
| sublime | |||||||||
| CrB | 2760 | 6.17 | — | — | — | — | — | — | — |
| CrBr2 | 842 | 4.36 | — | — | — | 550 | — | — | — |
| Cr3C2 | 1890 | 6.68 | — | — | — | ~ 2000 | eBeam (fair) | W | Kan fremstilles ved samfordampning af Cr og C |
| CrCl2 | 824 | 2.75 | — | — | — | 550 | — | — | — |
| Cr2O3 | 2435 | 5.21 | — | — | — | ~ 2000 | eBeam (god) | W | Støkiometri kan opretholdes ved reaktiv fordampning i O2 |
| Cr3Si | 1710 | 6.51 | — | — | — | — | — | — | — |
| Cr-SiO | Påvirket af komposition | eBeam (god) | W | Kvaliteten af Cr-SiO cermetfilm fremstillet med eBeam-fordampning forbedres ved udglødning ved 425° C. | |||||
| Co | 1495 | 8.9 | — | 850 | 990 | 1200 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, BeO, | Både pellets og pulver fungerer godt som udgangsmateriale |
| grafit | |||||||||
| CoBr2 | 678 | 4.91 | — | — | — | 400 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| CoCl2 | 740 | 3.36 | — | — | — | 472 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| CoO | 1935 | 5.68 | — | — | — | — | eBeam (fair) | — | CoO kan fremstilles ved reaktiv fordampning med O2, men sputteraflejring er den foretrukne fremstillingsmetode. |
| Cu | 1083 | 8.92 | 0.437 | 727 | 857 | 1017 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, MoTa, | Dårlig vedhæftning på de fleste underlag. Brug et tyndt lag af Cr eller Ti |
| grafit | |||||||||
| CuCl | 422 | 3.53 | — | — | — | ~ 600 | eBeam (dårlig) | kvarts | Støkiometriske CuCl-film er blevet produceret af pellets og pulverkildemateriale |
| Cu2O | 1235 | 6 | — | — | — | ~ 600 | eBeam (god) | grafit, Al2O3, Ta | Tynde film er blevet fremstillet af støkiometrisk Cu2O-pulver |
| sublime | |||||||||
| CuS | 1113 | 6.75 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| Na3AlF6 | 1000 | 2.9 | — | 1020 | 1260 | 1480 | eBeam (god) | W, grafit | Gode film kan fremstilles ved hjælp af pellets eller pulverkildemateriale. |
| Dy | 1409 | 8.54 | — | 625 | 750 | 900 | eBeam (god) | W | Kvalitetstyndfilm kan fremstilles af bulkmateriale |
| DyF3 | 1360 | 6 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (god) | W, Ta | Bulkmateriale fås i pellets- og pulverform |
| sublime | |||||||||
| Dy2O3 | 2340 | 7.81 | — | — | — | ~ 1400 | eBeam (fair) | W | Tynde film er blevet fremstillet af bulkmateriale |
| Er | 1497 | 9.06 | 0.74 | 650 | 775 | 930 | eBeam (god) | W, Ta | — |
| sublime | |||||||||
| ErF2 | 1380 | 6.5 | — | — | — | ~ 950 | — | — | — |
| Er2O3 | 2400 | 8.64 | — | — | — | ~ 1600 | eBeam (fair) | W | Reaktiv fordampning af bulkmateriale i O2-atmosfære opretholder støkiometrien. |
| Eu | 822 | 5.26 | — | 280 | 360 | 480 | eBeam (fair) | Al2O3 | — |
| sublime | |||||||||
| EuF2 | 1380 | 6.5 | — | — | — | ~ 950 | — | — | — |
| Eu2O3 | 2400 | 8.64 | — | — | — | ~ 1600 | eBeam (god) | W | Reaktionel fordampning af Eu2O3-pulver eller -granulat i O2-atmosfære opretholder støkiometrien. |
| EuS | — | 5.75 | — | — | — | — | eBeam (god) | W | eBeam-fordampning af EuS-pulver i UHV (10-8 torr basevakuum) er blevet rapporteret i litteraturen. |
| Gd | 1312 | 7.89 | — | 760 | 900 | 1175 | eBeam (Xlnt) | Al203, V | Der er rapporteret om e-strålefordampning af Gd direkte fra den vandkølede Cu-herd. |
| Gd2O3 | 2310 | 7.41 | — | — | — | — | eBeam (fair) | Al203, V | Reaktiv fordampning af Gd2O3-pellets i O2 opretholder tyndfilmsstøkiometrien. Brydningsindekset stiger med opvarmning af substratet. |
| Ga | 30 | 5.9 | — | 619 | 742 | 907 | eBeam (god) | grafit, Al2O3, BeO, kvarts | Legeringer med ildfaste metaller |
| GaSb | 710 | 5.6 | — | — | — | — | eBeam (fair) | W, Ta | eBeam-fordampning fra bulkmateriale er mulig |
| GaAs | 1238 | 5.3 | — | — | — | — | eBeam (god) | grafit, W | Filmkvaliteten forbedres med ionassisteret fordampning |
| GAN | — | 6.1 | — | — | — | ~ 200 | eBeam (fair) | grafit, Al2O3, BeO, kvarts | Reaktiv fordampning af Ga i 10-3 N |
| sublime | 2 | ||||||||
| Ga2O3 | 1900 | 5.88 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit, W | Reaktiv fordampning af Ga2O3 i O2 partialtryk opretholder støkiometrien |
| GaP | 1540 | 4.1 | — | — | 770 | 920 | eBeam (fair) | kvarts, W | Samtidig fordampning af Ga og P er blevet rapporteret |
| Ge | 937 | 5.35 | 0.516 | 812 | 957 | 1167 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, kvarts, grafit, Ni | Ensartede film opnået med langsom effektrampe og swept beam |
| Ge3N2 | 450 | 5.2 | — | — | — | ~ 650 | eBeam (dårlig) | — | Sputtering er den foretrukne fremstillingsmetode |
| sublime | |||||||||
| GeO2 | 1086 | 6.24 | — | — | — | ~ 625 | eBeam (god) | grafit, Al2O3, kvarts | GeO2-støkiometri kan opretholdes ved reaktiv fordampning af bulkkildemateriale i O2 |
| GeTe | 725 | 6.2 | — | — | — | 381 | — | — | — |
| Au | 1062 | 19.32 | 0.381 | 807 | 947 | 1132 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3, | Metalspytning kan være et problem. Afhjælp ved langsom effektrampe med sweept beam og lavt kulstofindhold i kildematerialet. |
| grafit, BN | |||||||||
| Hf | 2230 | 13.09 | — | 2160 | 2250 | 3090 | eBeam (god) | W | — |
| HfB2 | 3250 | 10.5 | — | — | — | — | — | — | Fremstilling af HfB2-film ved CVD er blevet rapporteret |
| HfC | 4160 | 12.2 | — | — | — | ~ 2600 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| HfN | 2852 | 13.8 | — | — | — | — | — | — | HfN-film er blevet produceret ved reaktiv RF-sputtering af Hf i N2 + Ar |
| HfO2 | 2812 | 9.68 | — | — | — | ~ 2500 | eBeam (fair) | grafit, W | Kan fremstilles ved reaktiv fordampning i O2 eller ved hjælp af bulkmateriale. Efterglødning ved 500°C forbedrer filmkvaliteten. |
| HfSi2 | 1750 | 7.2 | — | — | — | — | eBeam (fair) | W | HfSi2-tyndfilm er blevet fremstillet ved eBeam-fordampning af Hf på Si-substrater efterfulgt af udglødning ved 750 °C i en time. |
| Ho | 1470 | 8.8 | — | 650 | 770 | 950 | eBeam (god) | W | — |
| sublime | |||||||||
| HoF3 | 1143 | 7.64 | — | — | — | ~ 800 | — | kvarts | — |
| Ho2O3 | 2370 | 8.41 | — | — | — | — | eBeam (fair) | W | Ho₂O₃-tyndfilm er blevet fremstillet ved eBeam-fordampning af pulveriseret kildemateriale eller reaktiv fordampning af Ho i O₂ |
| In | 157 | 7.3 | 0.841 | 487 | 597 | 742 | eBeam (Xlnt) | Mo, grafit, Al2O3 | Wets Cu og W. Mo-foring foretrækkes |
| InSb | 535 | 5.8 | — | 500 | — | ~ 400 | eBeam (fair) | grafit, W | Tynde film fremstillet af pulveriseret kildemateriale |
| InAs | 943 | 5.7 | — | 780 | 870 | 970 | — | — | Sputteraflejring er den foretrukne tyndfilmsfremstillingsteknik |
| I2O3 | 1565 | 7.18 | — | — | — | ~ 1200 | eBeam (god) | Al2O3 | Tynde film er blevet produceret ved reaktiv fordampning af pulveriseret In2O3 i O2 partialtryk. |
| sublime | |||||||||
| InP | 1058 | 4.8 | — | — | 630 | 730 | eBeam (fair) | grafit, W | Indskud er P-rige |
| In2Se3 | 890 | 5.7 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit, W | Tynde film er blevet fremstillet ved eBeam-fordampning fra pulveriseret InSe. Efterglødning forbedrer krystalliniteten. |
| I2S3 | 1050 | 4,9 | — | — | — | 850 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| In2S | 653 | 5.87 | — | — | — | 650 | — | — | — |
| In2Te3 | 667 | 5.8 | — | — | — | — | — | — | Tynde film fra co-fordampning af In- og Te-kilder er blevet rapporteret. |
| In2O3–SnO2 | 1800 | 6.43-7.14 | — | — | — | — | eBeam (god) | grafit | Tynde film er blevet produceret af 90% In2O3-10%SnO2 pulver i O2 partialtryk. En substrattemperatur på 250°C forbedrer de resulterende films elektriske ledningsevne. |
| Ir | 2459 | 22.65 | — | 1850 | 2080 | 2380 | eBeam (fair) | W | Bedre ensartethed og vedhæftning kan opnås ved hjælp af sputteraflejring |
| Fe | 1535 | 7.86 | 0.349 | 858 | 998 | 1180 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, BeO, | Smeltet Fe vil angribe og klæbe til grafit, hvilket alvorligt begrænser digelforingens levetid |
| grafit | |||||||||
| FeBr2 | 689 | 4.64 | — | — | — | 561 | — | — | — |
| FeCl2 | 670 | 2.98 | — | — | — | 300 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| FeI2 | 592 | 5.31 | — | — | — | 400 | — | — | — |
| Grim | 1425 | 5.7 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | — | Sputteraflejring foretrækkes. |
| Fe2O3 | 1565 | 5.24 | — | — | — | — | eBeam (god) | Al2O3, BeO, | Der er rapporteret om Fe2O3-tyndfilm fremstillet ved reaktiv fordampning af Fe i 0.1 Pa O2 partialtryk. |
| grafit | |||||||||
| FeS | 1195 | 4.84 | — | — | — | — | — | — | — |
| La | 920 | 6.17 | — | 990 | 1212 | 1388 | eBeam (Xlnt) | W, Ta | — |
| LaB6 | 2210 | 2.61 | — | — | — | — | eBeam (fair) | — | LaB6-film og -belægninger produceres oftere ved sputterdeponering. |
| LaBr3 | 783 | 5.06 | — | — | — | — | — | — | — |
| LaF3 | 1490 | 6 | — | — | — | 900 | eBeam (god) | Ta, Mo | Ionassisteret eBeam-fordampning forbedrer filmtæthed og vedhæftning |
| sublime | |||||||||
| La2O3 | 2250 | 5.84 | — | — | — | 1400 | eBeam (god) | W, grafit | C-kontaminering kan forekomme med grafitdigelforinger |
| Pb | 328 | 11.34 | 1.13 | 342 | 427 | 497 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, kvarts, grafit, W | — |
| PbBr2 | 373 | 6.66 | — | — | — | ~ 300 | — | — | — |
| PbCl2 | 501 | 5.85 | — | — | — | ~ 325 | — | — | — |
| PbF2 | 822 | 8.24 | — | — | — | ~ 400 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| PbI2 | 502 | 6.16 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| PbO | 890 | 9.53 | — | — | — | ~ 550 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts, W | Støkiometriske PbO-tyndfilm kan produceres ved hjælp af pulveriseret kildemateriale |
| PbSnO3 | 1115 | 8.1 | — | 670 | 780 | 905 | eBeam (dårlig) | Al2O3, W | Uforholdsmæssigt |
| PbSe | 1065 | 8.1 | — | — | — | ~ 500 | eBeam (fair) | Al2O3, grafit | — |
| sublime | |||||||||
| PbS | 1114 | 7.5 | — | — | — | 550 | eBeam (fair) | Al2O3, kvarts | Efteraflejringsglødning ved 150°C forbedrer filmenes krystallinitet |
| sublime | |||||||||
| PbTe | 917 | 8.16 | — | 780 | 910 | 1050 | eBeam (dårlig) | Al2O3, grafit | Film produceret af PbTe i bulk er typisk Te-rige. Sputteraflejring foretrækkes. |
| PbTiO3 | — | 7.52 | — | — | — | — | eBeam (fair) | W, Ta | Tynde film af PbTiO3 med reaktiv samfordampning af PbO-pulver og TiO2-pellets i O2-partialtryk er blevet rapporteret. |
| Li | 179 | 0.53 | — | 227 | 307 | 407 | eBeam (god) | Ta, Al2O3, BeO | Li-film oxiderer let i luft |
| LiBr | 547 | 3.46 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| LiCl | 613 | 2.07 | — | — | — | 400 | — | — | — |
| LiF | 870 | 2.6 | — | 875 | 1020 | 1180 | eBeam (god) | W, Mo, Ta, Al2O3 | Hastighedskontrol vigtig for optiske film. Udgasning før aflejring af rasterstråle |
| LiI | 446 | 4.06 | — | — | — | 400 | — | — | — |
| Li2O | 1427 | 2.01 | — | — | — | 850 | — | — | — |
| Lu | 1652 | 9.84 | — | — | — | 1300 | eBeam (Xlnt) | Al2O3 | — |
| Lu2O3 | 2489 | 9.81 | — | — | — | 1400 | eBeam (fair) | Al2O3 | eStrålefordampning af pulveriseret kildemateriale resulterer i støkiometriske film ved hurtig termisk udglødning efter aflejring i O2 ved 400-600°C |
| Mg | 651 | 1.74 | — | 185 | 247 | 327 | eBeam (god) | W, grafit, Al2O3 | Pulver er brandfarligt. Høje aflejringsrater er mulige. |
| sublime | |||||||||
| MgAl2O4 | 2135 | 3.6 | — | — | — | — | — | — | Der er rapporteret om eBeam-aflejring fra MgAl2O4-pulver |
| MgBr2 | 700 | 3.72 | — | — | — | ~ 450 | — | — | — |
| MgCl2 | 708 | 2.32 | — | — | — | 400 | — | — | — |
| MgF2 | 1266 | 2.9-3.2 | — | — | — | 1000 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, grafit, Mo | De bedste optiske egenskaber opnås ved opvarmning af substratet ved 300°C og en aflejringshastighed på ≤ 5 Å/sek. |
| MgI2 | 700 | 4.24 | — | — | — | 200 | — | — | — |
| MgO | 2800 | 3.58 | — | — | — | 1300 | eBeam (god) | Al2O3, grafit | Støkiometriske film er et resultat af reaktiv fordampning ved et partialtryk på 10⁻³ torr O3 |
| Mn | 1244 | 7.2 | — | 507 | 572 | 647 | eBeam (god) | W, Al2O3, BeO | — |
| sublime | |||||||||
| MnBr2 | 695 | 4.38 | — | — | — | 500 | — | — | — |
| MnCl2 | 650 | 2.98 | — | — | — | 450 | — | — | — |
| MnO2 | 535 | 5.03 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | W, Mo, Al2O3 | Støkiometriske tyndfilm er blevet produceret ved reaktiv fordampning af Mn-pulver i 10-3 torr O |
| 2 | |||||||||
| MnS | 1615 | 3.99 | — | — | — | 1300 | — | — | — |
| Hg | -39 | 13.55 | — | -68 | -42 | -6 | — | — | Giftig, anbefales ikke til fordampningsprocesser |
| HgS | 8.1 | — | — | — | 250 | eBeam (dårlig) | Al2O3 | Giftig og nedbrydes, anbefales ikke til fordampningsprocesser | |
| sublime | sublime | ||||||||
| Mo | 2610 | 10.22 | — | 1592 | 1822 | 2117 | eBeam (Xlnt) | grafit, W | Filmene er glatte, hårde og klæbende |
| MoB2 | 2100 | 7.12 | — | — | — | — | — | — | — |
| Mo2C | 2687 | 9.18 | — | — | — | — | — | — | Tynde film af Mo2C ved sputteraflejring og CVD er rapporteret |
| MoS2 | 1185 | 4.8 | — | — | — | ~ 50 | — | — | Fremstilling af MoS2 ved CVD er blevet rapporteret |
| MoSi2 | 2050 | 6.3 | — | — | — | ~ 50 | — | — | MoSi2-film er blevet produceret ved sputteraflejring |
| MoO3 | 795 | 4.7 | — | — | — | ~ 900 | eBeam (fair) | Al2O3, grafit, BN, Mo | Substratopvarmning forbedrer filmkrystalliniteten |
| Nd | 1024 | 7 | — | 731 | 871 | 1062 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, Ta | — |
| NdF3 | 1410 | 6.5 | — | — | — | ~ 900 | eBeam (god) | W, Mo, Al2O3 | Substratopvarmning ved 360°C forbedrede filmkvaliteten |
| Nd2O3 | 2272 | 7.24 | — | — | — | ~ 1400 | eBeam (god) | W, Ta | Film kan være iltfattige. Brydningsindekset stiger med stigende substrattemperatur. |
| Ni | 1453 | 8.91 | 0.331 | 927 | 1072 | 1262 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, BeO, W, | Differentiel termisk udvidelse mellem Ni og grafit kan forårsage revner i grafitdigelforinger ved afkøling |
| grafit | |||||||||
| NiBr2 | 963 | 4.64 | — | — | — | 362 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| NiCl2 | 1001 | 3.55 | — | — | — | 444 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| NiO | 1990 | 7.45 | — | — | — | ~ 1470 | eBeam (god) | Al2O3, W | En substrattemperatur på 125 °C forbedrer filmens vedhæftning og kvalitet. Brug af NiO-pulver som udgangsmateriale mindsker udspytning. |
| Nb (Cb) | 2468 | 8.55 | — | 1728 | 1977 | 2287 | eBeam (Xlnt) | grafit | Ionassisteret eBeam-fordampning ændrer Nb-filmspænding fra trækstyrke til trykstyrke ved en substrattemperatur på 400 °C |
| NbB2 | 3050 | 6.97 | — | — | — | — | — | — | — |
| NbC | 3800 | 7.82 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit | NbC-tyndfilm på Ti er rapporteret |
| NbN | 2573 | 8.4 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit, W | NbN-film er blevet fremstillet ved hjælp af reaktiv fordampning og reaktiv sputtering i N2. NbN-film ved ionassisteret fordampning er også blevet rapporteret. |
| NbO | — | 6.27 | — | — | — | 1100 | — | — | — |
| Nb2O5 | 1530 | 4.47 | — | — | — | — | — | — | Nb2O5-film produceret ved RF-magnetronsputtering ved hjælp af et støkiometrisk mål er rapporteret |
| NbTe | — | 7.6 | — | — | — | — | — | — | — |
| Nb3Sn | — | — | — | — | — | — | eBeam (Xlnt) | grafit, Ta | Film produceret ved co-fordampning af Nb og Sn er blevet rapporteret. Substratopvarmning forbedrer filmhomogeniteten. |
| Nb2O3 | 1780 | 7.5 | — | — | — | — | — | — | — |
| Os | 1700 | 22.5 | — | 2170 | 2430 | 2760 | — | — | — |
| Pd | 1550 | 12.4 | — | — | — | 1192 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3, | Modtagelig for metalspytning. Afhjælp med langsom effektrampe og længere iblødsætning før aflejring |
| grafit | |||||||||
| PdO | 870 | 8.31 | — | — | — | 575 | eBeam (dårlig) | Al2O3 | Nedbrydes |
| P | 41.4 | 1.82 | — | 327 | 361 | 402 | eBeam (dårlig) | Al2O3 | Reagerer voldsomt i luften |
| Pt | 1769 | 21.45 | 0.245 | 1292 | 1492 | 1747 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3, | Lave aflejringshastigheder (< 5 Å/sek) foretrækkes for filmensartethed. Kulstofkontaminering med grafitforinger er mulig ved høj effekt |
| grafit | |||||||||
| Pu | 635 | 19 | — | — | — | — | — | — | Giftig. Radioaktiv |
| Po | 254 | 9.4 | — | 117 | 170 | 244 | — | — | Giftig. Radioaktiv |
| K | 64 | 0.86 | — | 23 | 60 | 125 | — | kvarts | Meget reaktiv i luft |
| KBr | 730 | 2.75 | — | — | — | ~ 450 | — | kvarts | Brug forsigtig forvarmning til at udgasse |
| KCI | 776 | 1.98 | — | — | — | ~ 510 | eBeam (fair) | Ta, kvarts, Mo | Brug forsigtig forvarmning til at udgasse |
| KF | 880 | 2.48 | — | — | — | ~ 500 | eBeam (dårlig) | kvarts | Brug forsigtig forvarmning til at udgasse |
| KOH | 360 | 2.04 | — | — | — | ~ 400 | — | — | — |
| KI | 72 | 3.13 | — | — | — | ~ 500 | — | — | — |
| Pr | 931 | 6.78 | — | 800 | 950 | 1150 | eBeam (god) | W, grafit, Ta | Pr-film oxiderer i luften |
| Pr2O3 | 2125 | 6.88 | — | — | — | 1400 | eBeam (god) | W, grafit, ThO2 | Taber ilt. Rapporter om Pr2O3 tynde film dyrket af MBE |
| 10 Måned 8 dag | 10 Måned 6 dag | 10 Måned 4 dag | |||||||
| Ra | 700 | 5 | — | 246 | 320 | 416 | — | — | — |
| Re | 3180 | 20.53 | — | 1928 | 2207 | 2571 | eBeam (god) | W, grafit | Substratopvarmning ved 600°C forbedrer filmens egenskaber |
| ReO3 | 297 | 8.2 | — | — | — | ~ 100 | eBeam (god) | W, grafit | Film produceret ved reaktiv fordampning af Re i 10-3 torr O |
| 2 | |||||||||
| Rh | 1966 | 12.41 | — | 1277 | 1472 | 1707 | eBeam (god) | W, grafit | — |
| Rb | 38.5 | 1.47 | — | -3 | 37 | 111 | — | kvarts | — |
| RbCl | 715 | 2.76 | — | — | — | ~ 500 | — | kvarts | — |
| RbI | 642 | 3.55 | — | — | — | ~ 400 | — | kvarts | — |
| Ru | 2700 | 12.45 | — | 1780 | 1990 | 2260 | eBeam (dårlig) | W | Materiale spytter ved hjælp af eBeam. Sputteraflejring foretrækkes |
| Sm | 1072 | 7.54 | — | 373 | 460 | 573 | eBeam (god) | Al2O3 | — |
| Sm2O3 | 2350 | 7.43 | — | — | — | — | eBeam (god) | W | Taber ilt. Sputteraflejring foretrækkes |
| Sm2S3 | 1900 | 5.72 | — | — | — | — | — | — | — |
| Sc | 1539 | 2.99 | — | 714 | 837 | 1002 | eBeam (Xlnt) | W, Mo, Al2O3 | Legeringer med Ta |
| Sc2O3 | 2300 | 3.86 | — | — | — | ~ 400 | eBeam (fair) | W | Taber ilt. Film produceret ved reaktiv sputtering i O2 er blevet rapporteret |
| Se | 217 | 4.79 | — | 89 | 125 | 170 | eBeam (god) | W, Mo, grafit, Al2O3 | Giftig. Kan forurene vakuumsystemer. |
| Si | 1410 | 2.42 | 0.712 | 992 | 1147 | 1337 | eBeam (fair) | Ta, grafit, BeO | Høje aflejringshastigheder er mulige. Smeltet Si kan angribe grafitforinger og dermed begrænse digelforingens levetid. |
| SiB6 | — | 2.47 | — | — | — | — | — | — | — |
| SiC | 2700 | 3.22 | — | — | — | 1000 | eBeam (fair) | W | Sputteraflejring er den foretrukne tyndfilmsfremstillingsteknik |
| SiO2 | 1610-1710 | 2.2-2.7 | 1 | — | — | ~ 1025 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, Ta, | En svunget bjælke er afgørende for at undgå hulboring, da kildematerialet vil have en lav smeltebassin |
| Påvirket af komposition | grafit, W | ||||||||
| SiO | 1702 | 2.1 | — | — | — | 850 | eBeam (fair) | W, Ta, grafit | Tynde film fra bulk SiO materiale er rapporteret |
| sublime | |||||||||
| Si3N4 | — | 3.44 | — | — | — | ~ 800 | — | — | Tynde film af Si3N3 ved reaktiv sputteraflejring er rapporteret |
| sublime | |||||||||
| SiSe | — | — | — | — | — | 550 | — | — | — |
| SiS | — | 1.85 | — | — | — | 450 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| SiTe2 | — | 4.39 | — | — | — | 550 | — | — | — |
| Ag | 961 | 10.49 | 0.529 | 847 | 958 | 1105 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3, Ta, | Bevæget stråle under smeltning og fokuseret stråle under aflejring anbefales til højere aflejringshastigheder |
| Mo, grafit | |||||||||
| AgBr | 432 | 6.47 | — | — | — | ~ 380 | — | — | — |
| AgCl | 455 | 5.56 | — | — | — | ~ 520 | — | — | — |
| AgI | 558 | 5.67 | — | — | — | ~ 500 | — | — | Tynde film af AgI fremstillet ved termisk fordampning er blevet rapporteret |
| Na | 97 | 0.97 | — | 74 | 124 | 192 | — | kvarts | Brug forsigtig forvarmning for at udgasse. Metal reagerer voldsomt i luft |
| NaBr | 755 | 3.2 | — | — | — | ~ 400 | — | — | — |
| NaCl | 801 | 2.16 | — | — | — | 530 | — | — | Tynde film af NaCl fremstillet ved termisk fordampning i Knudsen-celler med kvartsdigler er blevet rapporteret. |
| NaCN | 563 | — | — | — | — | ~ 550 | — | — | — |
| NaF | 988 | 2.79 | — | — | — | ~ 700 | eBeam (god) | W, Ta, grafit, BeO | Brug forsigtig forvarmning til at udgasse. Der er rapporteret om tynde NaF-film produceret af pulverkildemateriale og 230°C substratopvarmning. |
| NaOH | 318 | 2.13 | — | — | — | ~ 470 | — | — | — |
| Sr | 769 | 2.6 | — | 239 | 309 | 403 | eBeam (dårlig) | grafit, kvarts | Fugter ildfaste metaller. Kan reagere kraftigt i luften. |
| SrF2 | 1190 | 4.24 | — | — | — | ~ 1000 | eBeam (dårlig) | Al2O3, W, kvarts | Tynde film af SrF2 produceret af eBeam og termisk fordampning er blevet rapporteret |
| SrO | 2460 | 4.7 | — | — | — | 1500 | eBeam (dårlig) | Al2O3 | Taber ilt. Reagerer med vand og molybden. |
| sublime | |||||||||
| SrS | > 2000 | 3.7 | — | — | — | — | — | — | Nedbrydes |
| S8 | 115 | 2 | — | 13 | 19 | 57 | eBeam (dårlig) | kvarts | Kan forurene vakuumsystemer |
| Ta | 2996 | 16.6 | — | 1960 | 2240 | 2590 | eBeam (Xlnt) | grafit | Højt smeltepunkt for Ta begrænser valget af digelforing. Højt vakuum er nødvendigt for at mindske iltindlejring i filmene. |
| TaB2 | 3000 | 12.38 | — | — | — | — | — | — | — |
| TaC | 3880 | 14.65 | — | — | — | ~ 2500 | — | — | — |
| TaN | 3360 | 16.3 | — | — | — | — | eBeam (fair) | grafit | Tynde film af TaN kan produceres ved reaktiv fordampning i 10-3 torr N |
| 2 | |||||||||
| Ta2O5 | 1800 | 8.74 | — | 1550 | 1780 | 1920 | eBeam (god) | grafit, Ta | Bevæget bjælke for at undgå hulboring. Et tyndt Ti-lag vil forbedre vedhæftningen til underlaget. |
| TaS2 | 1300 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Tc | 2200 | 11.5 | — | 1570 | 1800 | 2090 | — | — | — |
| Te | 452 | 6.25 | — | 157 | 207 | 277 | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts, grafit | Fugter ildfaste metaller |
| Tb | 1357 | 8.27 | — | 800 | 950 | 1150 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, grafit, Ta | Tynde film produceret ved sputteraflejring og termisk fordampning er også rapporteret. |
| TbF3 | 1176 | — | — | — | — | ~ 800 | — | — | Sputteraflejring foretrækkes |
| Tb2O3 | 2387 | 7.87 | — | — | — | 1300 | — | — | Tynde film fremstillet ved pulserende laseraflejring er blevet rapporteret |
| Tb4O7 | 2340 | 7.3 | — | — | — | — | — | — | Der er rapporteret om udglødning af Tb2O3-film ved 800°C i luft for at producere stabil Tb4O7 |
| Tl | 302 | 11.85 | — | 280 | 360 | 470 | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts, grafit | Thallium og dets forbindelser er meget giftige. Fugtes let |
| Tlbr | 480 | 7.56 | — | — | — | ~ 250 | — | — | Termisk fordampning af TlBr-tynde film er blevet rapporteret |
| sublime | |||||||||
| TlCl | 430 | 7 | — | — | — | ~ 150 | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| TlI | 440 | 7.09 | — | — | — | ~ 250 | eBeam (dårlig) | Al2O3, kvarts | Lavspændingstynde film kan produceres ved eBeam-fordampning med en substrattemperatur på 100 °C. |
| Tl2O3 | 717 | 9.65 | — | — | — | 350 | — | — | Misforhold ved 850°C til Tl2O |
| Th | 1875 | 11.7 | — | 1430 | 1660 | 1925 | eBeam (Xlnt) | W, Ta, Mo | Giftig og mildt radioaktiv |
| ThBr4 | — | 5.67 | — | — | — | — | — | — | — |
| sublime | |||||||||
| ThC2 | 2273 | 8.96 | — | — | — | ~ 2300 | — | — | — |
| ThO2 | 3050 | 10.03 | — | — | — | ~ 2100 | eBeam (god) | W | Stabile støkiometriske film af ThO2 produceret fra pulveriseret kildemateriale er rapporteret. |
| ThF4 | 1110 | 6.3 | — | — | — | ~ 750 | eBeam (fair) | Ta, Mo, grafit | Brug forsigtig forvarmning for at udgasse. En substrattemperatur på 175 °C forbedrer filmens vedhæftning og kvalitet. |
| ThOF2 | 900 | 9.1 | — | — | — | — | eBeam (dårlig) | W, Ta, Mo, | Fordamper ikke støkiometrisk, de resulterende film er primært ThF4 |
| grafit | |||||||||
| ThS2 | — | 6.8 | — | — | — | — | — | — | — |
| Tm | 1545 | 9.32 | — | 461 | 554 | 680 | eBeam (god) | Al2O3 | — |
| sublime | |||||||||
| Tm2O3 | — | 8.9 | — | — | — | 1500 | — | — | Tynde film af Tm2O3 ved eBeam-fordampning og MBE er blevet rapporteret |
| Sn | 232 | 7.75 | 0.724 | 682 | 807 | 997 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, Ta, | Høje aflejringshastigheder er mulige, men ensartetheden kan blive påvirket negativt. Langsom effektstigning for at mindske kavitation i smeltebadet. |
| grafit, W | |||||||||
| SnO2 | 1127 | 6.95 | — | — | — | ~ 1000 | eBeam (Xlnt) | Al2O3, kvarts | Substrattemperatur over 200°C forbedrer filmens krystallinitet |
| sublime | |||||||||
| SnSe | 861 | 6.18 | — | — | — | ~ 400 | — | — | Støkiometriske tyndfilm af SnSe produceret ved termisk fordampning af pulveriseret kildemateriale er rapporteret. |
| SnS | 882 | 5.08 | — | — | — | ~ 450 | eBeam (dårlig) | kvarts, W | Tynde film fremstillet ved eBeam-fordampning af SnS-pulver og reaktiv co-fordampning af Sn og S er blevet rapporteret. |
| SnTe | 780 | 6.44 | — | — | — | ~ 450 | eBeam (dårlig) | kvarts | Tynde film af SnTe produceret med eBeam-fordampning ved en substrattemperatur på 300 °C er blevet rapporteret. |
| Ti | 1675 | 4.5 | 0.628 | 1067 | 1235 | 1453 | eBeam (Xlnt) | W, grafit, TiC | Filmene klæber meget godt til næsten alle underlag |
| TiB2 | 2980 | 4.5 | — | — | — | — | — | — | Sputteraflejring er den foretrukne tyndfilmsfremstillingsteknik |
| TiC | 3140 | 4.93 | — | — | — | ~ 2300 | eBeam (fair) | W, grafit | eBeam-fordampning af TiC-tyndfilm med og uden ionstråleassistance er blevet rapporteret |
| TiO2 | 1640 | 4.29 | — | — | — | ~ 1300 | eBeam (god) | W, grafit, Ta | Støkiometriske tyndfilm af TiO2 er blevet produceret af pulverkildemateriale og en substrattemperatur på 600°C. |
| Onkel | 1750 | — | — | — | — | ~ 1500 | eBeam (god) | W, grafit, Ta | Udgasning med forsigtig forvarmning før aflejring |
| Tin | 2930 | 5.43 | — | — | — | — | eBeam (god) | W, grafit, TiC | Tynde film er fremstillet ved reaktiv fordampning af Ti i N2 partialtryk |
| Ti2O3 | 2130 | 4.6 | — | — | — | — | eBeam (god) | W, Ta, grafit | Støkiometriske film er blevet produceret ved reaktiv fordampning af Ti₂O₄-pulver i 2.5 x 10⁻⁴ torr O₂ |
| +2 3 2 | |||||||||
| W | 3410 | 19.3 | 0.163 | 2117 | 2407 | 2757 | eBeam (god) | W | Lang, langsom forvarmning er nødvendig for at konditionere kildematerialet. Raster elektronstrålen for at undgå hulboring. |
| WB2 | 2900 | 12.75 | — | — | — | — | — | — | — |
| W2C | 2860 | 17.15 | — | 1480 | 1720 | 2120 | eBeam (god) | W, grafit | Der er rapporteret om tynde film fremstillet ved eBeam-fordampning af pulveriseret kildemateriale. RF-sputteraflejring er bredt rapporteret. |
| WTe3 | — | 9.49 | — | — | — | — | — | — | — |
| WO3 | 1473 | 7.16 | — | — | — | 980 | eBeam (god) | W | Tynde film fremstilles oftest ved hjælp af WO3-pulverkildemateriale |
| sublime | |||||||||
| U | 1132 | 19.07 | — | 1132 | 1327 | 1582 | eBeam (god) | W, Mo, grafit | Tynde film af udtømt uran oxiderer let, selv ved lavt partialtryk af O2 |
| UC2 | 2260 | 11.28 | — | — | — | 2100 | — | — | — |
| UO2 | 2176 | 10.9 | — | — | — | — | eBeam (fair) | W | Støkiometriske tyndfilm produceret ved reaktiv fordampning af forarmet uran i O2-partialtryk er rapporteret. |
| UF4 | ~ 1000 | — | — | — | — | 300 | — | — | Tynde film fremstillet ved sputteraflejring af forarmet uran med F⁻-ioner er blevet rapporteret |
| U3O8 | Nedbrydes | 8.3 | — | — | — | — | — | — | Der er rapporteret om tynde film produceret ved reaktiv sputteraflejring af forarmet uranmål i O2. |
| UP2 | — | 8.57 | — | — | — | 1200 | — | — | — |
| U2S3 | — | — | — | — | — | 1400 | — | — | — |
| V | 1890 | 5.96 | — | 1162 | 1332 | 1547 | eBeam (Xlnt) | W, grafit, Ta | Wets Mo. eBeam-fordampning foretrækkes |
| VB2 | 2400 | 5.1 | — | — | — | — | — | — | — |
| VC | 2810 | 5.77 | — | — | — | ~ 1800 | — | — | — |
| VO2 | 1967 | 4.34 | — | — | — | ~ 575 | eBeam (dårlig) | W, grafit | Vanskeligt at opretholde støkiometri ved eBeam-fordampning, sputteraflejring foretrækkes |
| sublime | |||||||||
| VN | 2320 | 6.13 | — | — | — | — | — | — | — |
| V2O5 | 690 | 3.36 | — | — | — | ~ 500 | eBeam (god) | W, grafit | Tynde film fremstillet af pulveriseret udgangsmateriale er næsten støkiometriske. Efterglødning ved 280° i O2 gendanner fuld støkiometri. |
| VSi2 | 1700 | 4.42 | — | — | — | — | — | — | — |
| Yb | 824 | 6.98 | — | 520 | 590 | 690 | eBeam (god) | Al2O3, W, Ta | Opbevar Yb-fordampningskildemateriale i N2-ekssikkator for at mindske oxidation |
| sublime | |||||||||
| YbF3 | 1157 | 8.17 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (fair) | Ta, Mo, W | Forvarm langsomt og fordamp ved |
| ≤ 10 Å/sek for at afbøde dissociation | |||||||||
| Yb2O3 | 2346 | 9.17 | — | — | — | ~ 1500 | eBeam (fair) | Al2O3, W, Ta | Tynde film produceret ved reaktiv fordampning i 8 x 10⁻⁶ torr O₂ har |
| 2 | |||||||||
| sublime | blevet rapporteret. | ||||||||
| Y | 1509 | 4.48 | — | 830 | 973 | 1157 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3 | Opvarmning af substratet ved 300°C forbedrer vedhæftning og filmglathed |
| Y3Al5O12 | 1990 | — | — | — | — | — | eBeam (god) | W, Al2O3 | Film fremstillet af pulveriseret udgangsmateriale, typisk med dopanter. YAG-film, der efter aflejring er udglødet ved 1100 °C i vakuum, forbedrer krystalliniteten. |
| YF3 | 1387 | 4.01 | — | — | — | — | eBeam (god) | W, Ta, Mo, Al2O3 | eBeam-fordampning med en hastighed på |
| ≤ 10 Å/sek og en substrattemperatur på 200 °C producerer krystallinske film med god vedhæftning | |||||||||
| Y2O3 | 2680 | 4.84 | — | — | — | ~ 2000 | eBeam (god) | grafit, W | eBeam-fordampede film kan være iltfattige, efteraflejringsglødning |
| i 10-3 torr O ved 525°C resulterer i | |||||||||
| 2 | |||||||||
| sublime | støkiometriske film. | ||||||||
| Zn | 419 | 7.14 | 0.514 | 127 | 177 | 250 | eBeam (Xlnt) | W, Al2O3, kvarts, grafit | Fordamper godt under en bred vifte af forhold |
| Zn3Sb2 | 546 | 6.3 | — | — | — | — | — | — | — |
| ZnBr2 | 394 | 4.22 | — | — | — | ~ 300 | — | — | — |
| ZnF2 | 87 | 4.84 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (fair) | kvarts, W | Tynde film fremstillet ved eBeam-fordampning af pulveriseret kildemateriale er blevet rapporteret. Substratopvarmning ved 400 °C forbedrede krystalliniteten. |
| Zn3N2 | — | 6.22 | — | — | — | — | — | — | Reaktiv sputteraflejring i N2 er rapporteret |
| ZnO | 1975 | 5.61 | — | — | — | ~ 1800 | eBeam (fair) | kvarts, W | Kvalitetstyndfilm fremstillet ved hjælp af eBeam-fordampning med en hastighed på 8 Å/sek og en substrattemperatur på 300 °C er blevet rapporteret. |
| ZnSe | 1526 | 5.42 | — | — | — | 660 | eBeam (fair) | W, Ta, Mo, | Aflejringshastighed på ≤ 5 Å/sek. Tynde film er polykrystallinske, og en substrattemperatur på 300 °C forbedrer krystallitternes vedhæftning og størrelse. |
| kvarts | |||||||||
| ZnS | 1830 | 4.09 | — | — | — | ~ 800 | eBeam (god) | W, Ta, Mo, | Tynde film produceret ved eBeam-fordampning viser en foretrukken (111) orientering, og de bedste optiske egenskaber er et resultat af en substrattemperatur på 400 °C. |
| sublime | kvarts | ||||||||
| ZnTe | 1238 | 6.34 | — | — | — | ~ 600 | eBeam (fair) | W, Ta, Mo, | Støkiometriske tyndfilm produceret ved eBeam-fordampning har gode |
| kvarts | krystallinitet med en substrattemperatur på 230 °C. Optiske egenskaber er tykkelsesafhængige | ||||||||
| ZrSiO4 | 2550 | 4.56 | — | — | — | — | — | — | — |
| Zr | 1852 | 6.4 | — | 1477 | 1702 | 1987 | eBeam (Xlnt) | W, kvarts | Legeringer med W. Tynde film oxiderer let. |
| ZrB2 | 3040 | 6.08 | — | — | — | — | eBeam (god) | W, kvarts | Støkiometriske film fremstillet af |
| samtidig fordampning af Zr og B er blevet rapporteret | |||||||||
| ZrC | 3540 | 6.73 | — | — | — | ~ 2500 | eBeam (dårlig) | grafit | Kvalitetstynde ZrC-film ved hjælp af pulserende laseraflejring er blevet rapporteret |
| ZrN | 2980 | 7.09 | — | — | — | — | — | — | Tynde film af ZrN fremstillet ved N2-ionassisteret fordampning af Zr er blevet rapporteret |
| ZrO2 | 2700 | 5.49 | — | — | — | ~ 220 | eBeam (god) | W, grafit | Reaktiv fordampning i 10-3 torr O |
| 2 | |||||||||
| producere som støkiometrisk aflejret | |||||||||
| film. For eBeam-fordampede film genopretter efteraflejringsglødning i O2 støkiometrien | |||||||||
| ZrSi2 | 1700 | 4.88 | — | — | — | — | — | — | eBeam-fordampet Zr på Si-substrater danner ZrSi2 efter termisk udglødning efter aflejring ved 600°C |
Fordele ved fordampningsbelægning
Høj renhed af tyndfilm
Fordampningsbelægning udføres i et højvakuummiljø, og vakuumgraden kan normalt nå 10⁻6 Pa eller endnu højere. Det reducerer i høj grad risikoen for, at urenheder som ilt, nitrogen og vanddamp i luften reagerer med fordampede atomer eller molekyler, og det undgår også blanding af urenheder i filmen.
God filmuniformitet
Ved fordampningsbelægning er fordampningskildens form og position samt substratets bevægelse (såsom substratrotation) rimeligt designet til at aflejre de fordampede atomer eller molekyler jævnt på substratoverfladen. Effektivt eliminere den radiale forskel i filmtykkelse.
Lavpris
Sammenlignet med nogle andre tyndfilmsforberedelsesteknologier (såsom kemisk dampaflejring, sputteringbelægning osv.) er strukturen af fordampningsbelægningsudstyr relativt enkel. Omkostningerne ved fremstilling af tyndfilm er relativt lave.
Hurtig aflejringshastighed
Fordampningsbelægning kan opnå en høj aflejringshastighed, som generelt kan nå op på få nanometer til ti nanometer pr. sekund. Dette betyder forbedring af effektiviteten, reduktion af omkostninger og reduktion af risikoen for substratkontaminering.
Bred materialetilpasningsevne
Fordampningsbelægningsteknologi kan anvendes på en række forskellige materialer, herunder metaller, ikke-metaller, forbindelser og nogle organiske materialer. Dette gør det muligt for fordampningsbelægningsteknologi at imødekomme de forskellige behov for tyndfilmsmaterialer inden for forskellige områder.
Stærk bindingskraft
Ved at kontrollere fordampningsparametre (såsom substrattemperatur og fordampningshastighed) kan bindingskraften mellem filmen og substratet justeres effektivt. Dette gør det muligt for atomer at binde sig tættere til substratoverfladen.
Ulemper ved fordampningsbelægning
Selvom fordampningsbelægning har mange fordele, har den også nogle iboende ulemper og begrænsninger i praktiske anvendelser. Disse ulemper begrænser dens anvendelse inden for visse områder i et vist omfang.
Høj renhed af tyndfilm
Fordampningsbelægning udføres i et højvakuummiljø, og vakuumgraden kan normalt nå 10⁻6 Pa eller endnu højere. Det reducerer i høj grad risikoen for, at urenheder som ilt, nitrogen og vanddamp i luften reagerer med fordampede atomer eller molekyler, og det undgår også blanding af urenheder i filmen.
Uforenelig med materialer med højt smeltepunkt
For materialer med højt smeltepunkt (såsom wolfram, molybdæn, siliciumcarbid osv.) er fordampningstemperaturen ekstremt høj og når normalt flere tusinde grader Celsius. Det er vanskeligt at opvarme disse materialer til fordampningstemperaturen.
Stor filmspænding
Væksten af tynde film påvirkes af mange faktorer (såsom forskellen i termisk udvidelseskoefficient mellem substratet og filmen, for hurtig atomaflejringshastighed osv.), hvilket resulterer i stor spænding inde i filmen.
Sammensatte materialer er lette at nedbryde
For organiske forbindelser er deres molekylære struktur relativt kompleks. Under opvarmning og fordampning kan de kemiske bindinger mellem molekylerne brydes, hvilket forårsager nedbrydning af organiske materialer.
Påføring af fordampningsbelægning
På grund af sine unikke fordele er fordampningsbelægningsteknologi blevet udbredt inden for mange områder og har ydet vigtig teknisk støtte til udviklingen af forskellige industrier.
Sensor
De følsomme elementer i mange sensorer (såsom temperatursensorer, gassensorer, tryksensorer osv.) kræver understøttelse af belægningsteknologi. For eksempel fremstilles metaloxidfilm (såsom zinkoxid, tinoxid osv.) i gassensorer ved hjælp af fordampningsbelægning. Dette har følsomme elektriske egenskaber, der ændrer sig over for specifikke gasser, og gasdetektion kan opnås ved at detektere dens modstandsændringer. Fordampningsbelægningsteknologi kan nøjagtigt kontrollere filmens tykkelse og sammensætning for at sikre sensorens følsomhed og stabilitet.
Optik
Fordampningsbelægningsteknologi anvendes i vid udstrækning til belægning af optiske linser, herunder antirefleksionsfilm, højreflekterende film, filtre osv. I lagringsmedier såsom optiske diske (såsom CD, DVD, Blu-ray-diske) bruges fordampningsbelægning til at fremstille det reflekterende lag og optagelaget. Kernekomponenten i solceller er halvlederfilm, der absorberer sollys og omdanner det til elektrisk energi. Fordampningsbelægningsteknologi understøtter fremstillingen af forskellige film i solceller, såsom transparent ledende film (ITO-film), elektrodefilm, absorptionslagsfilm osv.
Medicin
Nogle medicinske apparater (såsom skalpeller, sprøjter, kunstige led osv.) kræver overfladebehandling for at forbedre deres ydeevne og biokompatibilitet. Fordampningsbelægningsteknologi understøtter aflejring af biokompatible film på overfladen af medicinsk udstyr, såsom titanfilm, titaniumnitridfilm osv. Forbedrer apparatets slidstyrke, korrosionsbestandighed og biokompatibilitet.
Konklusion
Som en vigtig fysisk dampaflejringsteknologi har fordampningsbelægningsteknologien udviklet sig i mere end hundrede år og har dannet et relativt komplet teoretisk system og diversificerede procesmetoder. Fra den tidlige simple modstandsfordampning til nutidens avancerede teknologier som laserfordampning og elektronstrålefordampning udvider fordampningsbelægning sine anvendelsesgrænser i kontinuerlig innovation. Dens kerneprincip er at fordampe belægningsmaterialet til gasformige atomer eller molekyler gennem en specifik opvarmningsmetode i et højvakuummiljø. Disse partikler transmitteres i et vakuum og aflejres på substratoverfladen og danner en tynd film gennem adsorption, diffusion, kimdannelse og vækst.