백금 Pt Evaporator System(백금 증착기) 참고

백금의 일반적인 물질 특성과 응용

백금은 주기율표에 있는 9개의 귀금속 중 하나입니다. 녹는점은 1,772°C, 밀도는 21.4g/cc, 증기압은 1,747°C에서 10 -4 Torr입니다. 팔라듐과 매우 유사한 빛나는 은백색 금속입니다. 밀도가 높고, 가단성이 있고, 연성이며, 공기 중에서 부식에 강합니다. 가장 눈에 띄는 상업적 응용 분야는 차량의 촉매 변환기입니다. 백금은 반도체, 연료전지, 배터리 제조를 위해 진공 상태에서 증발됩니다.

기상증착시스템에서, 보트는 텅스텐을 기본으로 사용하고, 이빔라이너는 그라파이터 라이너로 시작합니다.

타 금속과 합금에 주의해야 하고, 부드럽고 접촉력이 좋지 않아서 박막으로 만들기에 쉽지는 않습니다.

써멀증착...

백금의 써멀 증착은 매우 어렵습니다. 백금을 증발시키는 데 필요한 온도가 너무 높아서 써멀증착을 위해서는 진공도 확인과 증착 속도에 대한 고려가 선행 되어야 합니다.

증발을 위한 기본 압력은 10 -6 Torr 이하가 되어야 하고, 백금의 증기압을 증착을 위한 합리적인 속도(우리는 종종 10 -2 Torr를 사용함)까지 높이는 데 필요한 온도는 약 2,100°C입니다. 이러한 매개변수 하에서 증착 속도는 초당 1~5옹스트롬이 될 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 높은 온도 요구 사항은 열 증발에 사용할 수 있는 보트 또는 필라멘트 소스에 많은 문제를 야기합니다. 이러한 소스 중 다수는 최대 온도가 1,800°C로 예상되는 반면 다른 소스는 훨씬 더 낮은 온도로 평가됩니다. 또한 내화성 금속과 백금 합금도 있습니다. 따라서 텅스텐이나 몰리브덴 보트 소스에서 열적으로 증발시키려는 시도는 소용이 없습니다. 백금이 액체가 되면 보트와 합금되어 부서지기 쉽고 갈라지게 됩니다. 값비싼 자재를 실은 보트에 문제가 생기면 비용증가를 초래해서 문제가 됩니다.

내화성 금속과 합금된 기타 재료는 종종 알루미나 코팅 보트 또는 코일에서 성공적으로 증발되기도 합니다. 그러나 이러한 소스는 백금이 증발하는 데 필요한 온도보다 훨씬 낮은 1,600°C의 낮은 온도 등급을 갖습니다.

이러한 이유로 스퍼터링이나 전자빔 증발이 백금 증착에 선호되는 방법입니다.

 

백금(Pt)의 전자빔 증발

백금은 전자빔 증발로는 충분히 가능합니다. 그라파이터 라이너나 히스에 직접 재료를 넣는 것이 좋습니다.

백금을 이빔으로 증착하기 위해서는 몇가지를 반드시 기억해야 합니다.

우선 스윕을 넓게 해주면서 파워를 램핑합니다. 이때 스윕은 넓게 해줍니다. 모난 곳이 없게 녹여주어야 하고, 녹이는 과정에서 소스 내부에 잔류 가스가 남지 않게 해주어야 합니다. 이 과정이 제대로 되지 않으면, 소스가 증착 되면서 용접가루처럼 날아가는 것을 볼 수 있습니다. 백금이 덩어리로 튀어 오를 것입니다.

일단 증착을 시작하면, 스윕을 작게해서 빔을 집중시켜줍니다. 그래야 원하는 증착 속도가 나옵니다.

증착이 끝나고 나면 파고 들어간 부분을 다시 매꾸어 주는 것이 좋습니다. 파워를 감소시키면서 스윕을 다시 넓혀 줍니다.

증발 온도가 2,100°C이고 기본 압력이 10 -6 Torr 이하인 경우 증착 속도는 초당 1~5 옹스트롬이 될 것으로 예상됩니다. 도가니 라이너에서 탄소 오염이 발생할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이를 줄이는 한 가지 방법은 전력과 증착 속도를 줄이는 것입니다.

백금의 소스 양을 일정하게 유지하는 것은 매우 중요합니다. 용융 수준이 히스 또는 라이너 내의 30% 이하로 되면 심각한 문제가 발생 할 수 있습니다. 가장 적절한 소스의 양은 2/3~80% 정도 수준이 되도록 해야 합니다.

구리 라이너를 사용하는 경우도 있습니다.