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Präzise, stabile Gas- und Flüssigkeitszufuhr für Titaniumnitrid-Beschichtungen

Titan wird bei diesen Anwendungen häufig verwendet, um eine extrem harte Titaniumnitrid (TiN)-Beschichtung auf dem Zielprodukt zu erzeugen. Aufgrund ihres goldenen Aussehens werden TiN-Beschichtungen häufig zu dekorativen Zwecken auf Schmuck, Haushaltsgegenständen und Fahrzeugverkleidungen verwendet. Ähnliche Beschichtungen werden auch als nichttoxische Oberfläche für medizinische Geräte und Ausrüstungen verwendet. Diese Arten von Beschichtungen werden jetzt auch in fortschrittlichen biomedizinischen Geräten, einschließlich In-vivo-Biosensoren, eingesetzt.

Anwendungs-Anforderungen:

Das CVD-Verfahren wird üblicherweise zur Herstellung von Titannitridschichten verwendet. Bei diesem Verfahren werden mehrere Chemikalien (TiC14, N2 und H2) in einen Ofen geleitet, wo sie bei erhöhter Temperatur reagieren und TiN bilden, das sich als Beschichtung auf den Oberflächen ablagert. Entscheidend für die Integrität, die richtige Dicke und die Gleichmäßigkeit der Beschichtung ist die genaue Zuführung dieser Materialien in den Ofen. 

TiC14 liegt in flüssiger Form vor und muss verdampft werden, um mit den anderen Gasen richtig zu reagieren und einheitliche Ergebnisse zu gewährleisten.

Es muss darauf geachtet werden, dass Verunreinigungen, die die Integrität der Beschichtung beeinträchtigen können, auf ein Minimum reduziert werden. Lecks oder O-Ring-Permeation im System können zu Verunreinigungen aus der Raumluft führen. Eine unsachgemäße Verdampfung von TiC14 kann dazu führen, dass verunreinigte Gasgemische in den Ofen geleitet werden.

Prozesslösung:

Die Massendurchflussregler und -zähler (MFC) der Serie SLA5800 von Brooks Instrument sind eine hervorragende Lösung für die genaue und wiederholbare Messung von Gaskomponenten. Es stehen verschiedene Signaloptionen zur Verfügung: analog (0-5 VDC oder 4-20 mA) oder zahlreiche digitale Protokolle, einschließlich Ethernet/IP und PROFINET. Dies ermöglicht eine vielseitige Schnittstelle zum Steuersystem.

Titannitrid-Beschichtung im CVD-Verfahren

Mit hoher Genauigkeit, Wiederholbarkeit und hervorragender Langzeit-Nullpunktstabilität stellen die MFCs der SLA-Serie eine äußerst zuverlässige, leckagefreie Komponente dar, die für das CVD-System von entscheidender Bedeutung ist und von der ersten Inbetriebnahme bis zur gesamten Lebensdauer des CVD-Prozesses hervorragende Ergebnisse liefert. Für die SLA-Serie sind zahlreiche Optionen verfügbar, um den MFC an die jeweilige Anwendung anzupassen, von verschiedenen Prozessanschlüssen bis hin zur Einstufung für explosionsgefährdete Bereiche bei Massedurchflussreglern und -messern der SLAMf-Serie.

Ein Quantim® Coriolis-Massendurchflussregler von Brooks Instrument wird für die Steuerung der Flüssigkeitszufuhr von TiC14 zu einem Verdampfer verwendet, z. B. dem DLI-Verdampfer, der von Brooks Instrument entwickelt wurde und über Ceres Technologies im Rahmen einer Lizenzvereinbarung erhältlich ist. Dieses Verdampfersystem verwendet eine schonende Verdampfungstechnik, um eine hohe Integrität der TiC14-Zufuhr zum Ofen zu gewährleisten. Die dem Verdampfer zugeführte Flüssigkeit wird mit einem Trägergas, z. B. N2, kombiniert, wodurch die zum Verdampfen des TiCl4 erforderliche Wärme reduziert wird. Auf diese Weise wird die Zersetzung des TiC14 durch überschüssige Wärme vermieden und ein gleichmäßiger Dampf in den Ofen geleitet.

Wenn Ihre Anwendung feuchtigkeitsempfindlich ist oder eine hohe Reinheit erfordert, bietet Brooks Instrument eine Vielzahl von Lösungen an, die diesen Anforderungen gerecht werden.

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