Ich möchte für ein heimischen Projekt eine 100 nm Schicht aus Silber auf einen Siliziumwafer aufdampfen. Nun hat meine Vakuumröhre keine passenden einlässe, dass ich einen Tigel anbringen kann. Ich wollte wissen, ob es möglich ist, wenn ich aus Silberdraht(0,3mm, 2 Meter) eine Spule wickeln und diese dann gespannt unter den Wafer anbringe, das der Silberdraht dann verdampft. Der Draht erreicht eine Temperatur von 800 Grad. Oder ob es zu lange dauert, damit den Wafer zu bedampfen. Ich wollte das vorher gerne in Erfahrung bringen, bevor ich es final teste. Ich weiß, dass sich bei Glühbirnen über die Zeit Niederschlag bildetet. Der Spule hat eine länge von ca. 20 cm.
Das Silber sollte bei meiner Vakuumröhre ab ca. 700 grad anzufangen zu verdampfen, aufgrund des Vakuums. Ich hab die Temperatur höher gewählt, damit ich sicher gehen kann. Die Verdampfungstemperatur des Silbers ist etwas höher bei dem Druck, es sollte sich aber aufgrund des thermodynamischen Gleichgewichts schon früher ablösen(Quelle aus einem anderem Forum). Ich wollte danach die Silberschicht mit PMMA beschichten.
Frank M. schrieb: > Ich möchte für ein heimischen Projekt eine 100 nm Schicht aus Silber auf > einen Siliziumwafer aufdampfen. Sowas macht man typischerweise mit einem Sputtergerät. Vielleicht findest Du ein solches in einer UNI in Deiner Nähe.
Das habe ich schon gelesen, aber die Sputterraten sind ja dicker und ungleichmäßiger als 100nm. Zum Sputtern habe ich alles da, HF und Magnetron. Ich hab gelesen dazu nutzt man die Molekularestrahlenepaxie. Mir geht es nur darum ob die Abtragraten des Silbers groß genug sind, so das ich keine Stunden warten muss.
Frank M. schrieb: > Das habe ich schon gelesen, aber die Sputterraten sind ja dicker und > ungleichmäßiger als 100nm. Eigentlich sputtert man ja wesentlich dünnere Schichten und diese sind sehr gleichmäßig. Wie das bei dickeren Schichten läuft, weiss ich nicht.
An den Anlagen die ich kenne wurde das Material immer in einem Schiffchen verdampft. Man könnte z.B. aus Wolfram eine konisch zulaufende Spule wickeln und dort das Silber einlegen, welches dann hoffentlich verdampft. Die Quelle muss auch nicht groß sein. Deine 20 cm Spule halte ich für etwas übertrieben. Wie willst du denn die Schichtdicke kontrollieren? 100 nm sind beim thermischen Bedampfen und etwas zu hoher Temperatur in wenigen Sekunden erreicht.
Frank M. schrieb: > Mir geht es nur darum ob die Abtragraten des Silbers groß genug sind, so > das ich keine Stunden warten muss. Vergleiche den Dampfdruck von Silber und Wolfram.
Für die Schichtdicke wollte ich den Wafer erst mit Fotolack beschichten um einzelne Bereiche in mehreren Durchläufen zu beschichten. Ich wollte während des Prozess mit einem Schwingquarz die Beschichtung berechnen, obwohl ich nicht sagen kann ob das von Erfolg gekrönt ist. Sonst habe ich noch ein Rasterkraftmikroskop da, ich entferne den Lack neben der Silberschicht und messe dann den Übergang. Ich habe sonst noch ein REM da, aber damit wäre es nicht ganz so einfach. Ich dachte es werden immer nur dickere schichten, ab 500nm gesputtert. Sonst teste ich das HF sputtern auch mal. Ich kann den Wafer während des Beschichten per Verschluss direkt trennen.
Unter dem nachfolgenden Link findet man einige interessante Informationen zum Verdampfen von Silber. Auch hier wird die Verwendung eines Schiffchens o.ä. aus einem anderen Material empfohlen. Die dort genannte Arbeitstemperatur beträgt 1.105 °C, wobei ein Dampfdruck von 10^-4 Torr erreicht wird. Bei 847 °C sind es nur noch 10^-8 Torr, d.h. vier Größenordnungen weniger. Nochmal 47 °C weniger dürften sich ebenfalls drastisch auf den Dampfdruck auswirken, vermutlich um noch eine Größenordnung. Wenn Du in Deinem Gefäß auch kein ordentliches Hochvakuum erzeugt hast, dürfte zum einen der Silberdampf mit dem Restgas reagieren und zum anderen der nicht hinreichend heiße Silbervorrat ordentlich oxidieren. https://de.lesker.com/newweb/deposition_materials/deposition-materials-notes.cfm?pgid=ag1
Dankeschön den Link schaue ich mir mal an. Die Vakuumröhre ist mit Argon gespült und wird mit einer Membranpumpe ausgepumpt. Ein Hochvakuum werde ich wohl nicht erzeugen können, vllt gerade noch Feinvakuum, dafür müsste ich das dann noch etwas umbauen.
okay, soll ich dann die röhre mit Argon/Sauerstoff spülen, dann mit der Membranpumpe den Vordruck machen, und per Titansputtern den Sauerstoff aus der Röhre entfernen? Oder brauche ich dafür eine Turbomolekularpumpe vorher? Die Röhre ist ziemlich groß (40 cm lang 15 cm Durchmesser, 3cm Edelstahl), so dass ich darin bei bedarf einzelne Bereiche trennen kann.
Wie ich die Prozesse verstanden habe, laeuft da ohne Turbopumpe gar nichts. Man muesste nochmals reinschauen, ob Gummidichtungen, bis 10-7^mBar genuegen, oder obs Metalldichtungen sein muessen, welche gut fuer 10^-10 mBar sind.
Ich hab eine Metalldichtung (Indium). Aber so hohe Drücke kann ich nur schwer erreichen. Sonst muss ich es beim HF Sputtern belassen.
Und das als Hobbyprojekt. Hut ab! Gibt es dazu irgendwo Bilder zu sehen?
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Bis jetzt habe ich noch nichts online gestellt, aber bei wenn ich es fertig habe kann ich es mal machen. Jaa meine Hobbies sind bisschen anders, ich wollte eine einen Leiter für Plasmonen fertigen und verschiedene versuche mit Dielektrikum durchführen. Die Dielektrika kann ich per ALD fertigen, dass ist nicht das Problem. Bei bedarf habe ich einen Chemiker zur Hand der mir dabei immer etwas über die Schulter schaut, aber mit dem Verdampfen hat er es nicht so. Ich hab S8 Lack für die Strukturierung, und habe zum belichten mein REM frisiert. Damit kann ich an 300nm Strukturen rankommen, vllt auch weniger. Das aktuelle Problem ist halt das Verdampfen.
Frank M. schrieb: > Das aktuelle Problem ist halt das Verdampfen. dazu nutzen wir ein Netzteil von tdk-lambda https://www.emea.lambda.tdk.com/de/products/ eine Sonderanfertigung mit 2V/1000A
Spannungen und Amper kann ich beliebig erzeugen, ich habe für dieses Projekt schon mehrere tausend Euro ausgegeben, mein "Labor" hat alles da was man braucht, nur das Verdampfen ist das Ding. Ich habe halt so gedacht, dass wenn der Silberdraht verdampft, er kurzeitig mit dem Argon eine Verbindung eingeht und sobald diese Verbindung gegen etwas stößt wieder zerfällt. Ein ähnliches System wird ja für Glühbirnen genutzt damit die sich selbst wieder beschichten. Wenn sich Argon nicht eignet kann ich auch ein anderes Gas nehmen.
Frank M. schrieb: > Ich habe halt so gedacht, dass wenn der Silberdraht verdampft, er > kurzeitig mit dem Argon eine Verbindung eingeht Im Leben nicht. Du verwechselst das mit Halogenlampen.
Frank M. schrieb: > Spannungen und Amper kann ich beliebig erzeugen, ich habe für dieses > Projekt schon mehrere tausend Euro ausgegeben, mein "Labor" hat alles da > was man braucht, nur das Verdampfen ist das Ding. > > Ich habe halt so gedacht, dass wenn der Silberdraht verdampft, er > kurzeitig mit dem Argon eine Verbindung eingeht und sobald diese > Verbindung gegen etwas stößt wieder zerfällt. Ein ähnliches System wird > ja für Glühbirnen genutzt damit die sich selbst wieder beschichten. > > Wenn sich Argon nicht eignet kann ich auch ein anderes Gas nehmen. Hi. Ich würde einfach mal bei Aixtron nachfragen . Die bauen die Anlagen für CVD-Prozesse. Sollten sich also damit auskennen. Während meiner Studienzeit durften wir Aixtron mal besuchen. Wir erhielten recht tiefe Einblicke in deren Anlagen. Fragen zum Thema wurden auch sehr ausführlich beantwortet.
Frank M. schrieb: > Ich wollte > wissen, ob es möglich ist, wenn ich aus Silberdraht(0,3mm, 2 Meter) eine > Spule wickeln und diese dann gespannt unter den Wafer anbringe, das der > Silberdraht dann verdampft. Der Draht erreicht eine Temperatur von 800 > Grad. Oder ob es zu lange dauert, Geht nicht, denn bevor dein Draht verdampft, schmilzt er irgendwo durch, die Temperaturverteilung ist nicht gleichmässig. Bei nur 80 GradC hat Silber gerade mal einen Dampfdruck von 10e-9, da wirst du ewig warten, zudem bei deinen dicken Schichtdicken. Man empfiehlt Verdampfung im Wolframschiffchen oder Molybdänspule. Elektronenstrahl Exzellent Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen: W Spule: Mo Korb: Ta, Mo Tiegel: Al2O3, W Elektronenstrahlverdampfer Material Tiegeleinsatz FABMATE®, Tungsten, Molybdenum, Tantalum Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8: 847 10-6: 958 10-4: 1.105
Mist okay, dann wird das leider nix, schade, dann muss ich es per HF versuchen oder Schiffchen nutzen
Wenn wir wuessten wo du waerst koennten wir dich einladen. Wir haben all das Vakuumgedoens.
Nils S. schrieb: > Ich würde einfach mal bei Aixtron nachfragen . Die bauen die Anlagen für > CVD-Prozesse. Silber ist da allerdings sehr exotisch. AFAIR gabs da Arbeiten an der Uni Tübingen, muss so um 1990 gewesen sein.
Frank M. schrieb: > Mist okay, dann wird das leider nix, schade, dann muss ich es per > HF > versuchen oder Schiffchen nutzen Man könnte auch einen hochschmelzenden Heizdraht galvanisch versilbern.
Ich versuche es jetzt erstmal mit HF Sputtern, sonst versilbere ich mal nen Wolframdraht
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