열 증발 공정에 널리 사용되는 증발 보트는 주로 텅스텐, 몰리브덴 및 그 합금(예: 몰리브덴-란탄 및 몰리브덴-이트륨 산화물)과 같은 재료로 만들어집니다.이러한 재료는 내구성, 견고성, 용융 금속이 일관되고 고르게 퍼지도록 하는 능력 때문에 선택됩니다.또한 일부 증발 보트는 2성분 보트의 경우 이붕화 티타늄과 질화 붕소, 3성분 보트의 경우 질화 알루미늄과 같은 혼합 세라믹으로 만들어지기도 합니다.이러한 세라믹 재료는 고온 저항성, 우수한 전기 전도성, 향상된 열 전도성을 제공하여 기상 증착 공정의 특정 응용 분야에 적합합니다.
핵심 포인트 설명:
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주요 재료:텅스텐 및 몰리브덴
- 사용 이유:텅스텐과 몰리브덴은 뛰어난 내구성과 견고성으로 인해 증발 보트에 가장 일반적으로 사용되는 소재입니다.이러한 금속은 고온을 견디고 열 증발 과정에서 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다.
- 속성:두 재료 모두 융점이 높아(텅스텐: 3,422°C, 몰리브덴: 2,623°C) 용융 금속을 취급하는 데 이상적입니다.또한 용융된 재료가 일관되고 부드럽게 퍼지므로 균일한 증착층을 만드는 데 매우 중요합니다.
- 응용 분야:이 소재는 전자, 광학, 태양광 패널 등 정밀하고 균일한 박막 코팅이 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.
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합금:몰리브덴-란탄(ML) 및 몰리브덴-이트륨 산화물(MY)
- 향상된 속성:몰리브덴-란탄 및 몰리브덴-이트륨 산화물과 같은 합금은 순수 몰리브덴에 비해 향상된 기계적 및 열적 특성을 제공합니다.이러한 합금은 높은 열 응력 하에서 변형 및 균열에 더 강합니다.
- 응용 분야:이 합금은 더 높은 성능과 더 긴 보트 수명이 요구되는 까다로운 응용 분야에서 자주 사용됩니다.
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세라믹 재료:이붕화 티타늄 및 질화 붕소
- 2성분 보트:이 보트는 이붕화 티타늄과 질화 붕소의 혼합물로 만들어집니다.이붕화 티타늄은 고온 저항성과 우수한 전기 전도성을 제공하며, 질화 붕소는 전기 저항을 조정하여 효율적인 작동을 보장합니다.
- 3성분 보트:이붕화 티타늄과 질화 붕소 외에도 질화 알루미늄을 첨가하여 열전도율과 증착 층의 균질성을 향상시킵니다.따라서 3성분 보트는 매우 정밀하고 균일한 코팅이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
- 적용 분야:세라믹 기반 증발 보트는 반도체용 박막 및 고급 광학 코팅 생산과 같은 특수 응용 분야에 사용됩니다.
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탄탈륨
- 사용 이유:탄탈륨은 증발 보트에 사용되는 또 다른 재료로, 내식성이 뛰어나고 고온을 견딜 수 있는 것으로 알려져 있습니다.
- 응용 분야:탄탈륨 보트는 증발되는 물질의 반응성이 높거나 부식성이 있는 공정에 사용되어 보트의 수명과 신뢰성을 보장합니다.
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증발 보트의 선택 기준
- 열 안정성:소재는 고온에서도 구조적 무결성을 유지해야 합니다.
- 전기 전도성:좋은 전기 전도성은 효율적인 가열과 증발을 위해 필수적입니다.
- 기계적 강도:소재는 작동 중 기계적 응력을 견딜 수 있을 만큼 견고해야 합니다.
- 화학적 호환성:오염 및 분해를 방지하기 위해 화학적으로 불활성이거나 증발되는 물질에 대한 내성이 있는 소재여야 합니다.
요약하면, 증발 보트의 재료 선택은 증발되는 재료의 유형, 원하는 코팅의 균일성, 작동 조건 등 열 증발 공정의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.텅스텐과 몰리브덴은 전반적으로 우수한 특성으로 인해 가장 널리 사용되며, 특수 세라믹과 합금은 보다 까다로운 용도에 사용됩니다.
요약 표:
| 머티리얼 유형 | 주요 속성 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 텅스텐 | 높은 융점, 내구성 | 전자, 광학, 태양광 패널 |
| 몰리브덴 | 견고성, 열 안정성 | 전자, 광학, 태양광 패널 |
| 몰리브덴 합금 | 향상된 기계적/열적 특성 | 까다로운 애플리케이션 |
| 세라믹(TiB2, BN) | 고온 저항성, 전도성 | 반도체, 광학 코팅 |
| 탄탈륨 | 내식성, 고온 안정성 | 반응성/부식성 재료 공정 |
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