Componenti in lega pesante di tungsteno (WHA) per l'impianto di ioni
In generale, il tungsteno e il molibdeno sono materiali cruciali per i componenti utilizzati nei sistemi di impiantazione ionica, in particolare all'interno del percorso del raggio. Questi materiali sono selezionati per la loro capacità di resistere alle dure condizioni di impianto ionico, comprese temperature elevate, forti campi magnetici e gas di processo aggressivi.
Perché tungsteno e molibdeno?
Punti di fusione elevati:
Sia il tungsteno che il molibdeno hanno punti di fusione molto elevati, che consentono loro di sopportare le temperature estreme generate durante l'impianto ionico.
Resistenza alla corrosione:
Presentano un'eccellente resistenza alla corrosione, che è vitale se esposti ai gas reattivi e ai sottoprodotti del processo di impiantazione ionica.
Elevata resistenza e conduttività termica:
Queste proprietà sono essenziali per mantenere l'integrità strutturale dei componenti e dissipare in modo efficiente il calore durante il funzionamento.
Elevata purezza:
I materiali ad elevata purezza riducono al minimo la contaminazione del fascio ionico e del materiale impiantato.
Componenti tipici per l'impianto di ioni realizzati in tungsteno e molibdeno:
Camere:
Le camere a vuoto che ospitano la sorgente ionica e l'area target sono spesso realizzate in tungsteno, molibdeno o loro leghe.
Filamenti:
Nelle sorgenti ioniche, filamenti di tungsteno o leghe di tungsteno vengono utilizzati per generare il plasma da cui vengono estratti gli ioni.
Fessure ad arco:
Questi componenti aiutano a modellare e dirigere il fascio ionico e sono spesso realizzati in tungsteno o molibdeno.
Supporti e catodi:
Vari supporti e catodi all'interno della sorgente ionica e del percorso del fascio sono fabbricati con questi metalli refrattari.
Pezzi di ricambio:
I componenti in tungsteno e molibdeno vengono utilizzati anche per vari pezzi di ricambio e sostituzioni all'interno dell'impianto.
Componenti della linea di luce:
Anche i componenti all'interno della linea di luce, come limitatori di raggio e aperture, possono essere realizzati in tungsteno o molibdeno.
Esempi di aziende che forniscono componenti per l'impianto di ioni:
Tuttavia, le leghe pesanti di tungsteno (WHA), in particolare le composizioni W-Ni-Fe e W-Ni-Cu, sono ampiamente utilizzate nei sistemi di impiantazione ionica grazie alla loro eccezionale densità, proprietà di schermatura dalle radiazioni e stabilità termica. Queste leghe sono ideali per componenti che richiedono massa elevata, durata e resistenza al bombardamento ionico.
Proprietà chiave per applicazioni di impianto ionico
✔ Alta densità (17-18,5 g/cm³) – Efficace per bloccare la dispersione degli ioni e migliorare il controllo del fascio.
✔ Eccellente schermatura dalle radiazioni: riduce al minimo le emissioni di raggi X e di elettroni secondari.
✔ Elevato punto di fusione e stabilità termica: resiste al bombardamento di ioni ad alta-energia senza deformarsi.
✔ Buona lavorabilità: può essere lavorato con precisione-in forme complesse (rispetto al tungsteno puro).
✔ Basso degassamento – Fondamentale per il mantenimento di condizioni di vuoto elevato negli impiantatori di ioni.
Componenti WHA comuni nell'impianto di ioni
Arresti e aperture del fascio – Controlla e modella i fasci ionici.
Tazze di Faraday – Misura accuratamente la corrente del fascio ionico.
Blocchi schermanti e collimatori – Riducono la dispersione ionica indesiderata.
Componenti per la movimentazione dei wafer: parti durevoli per la lavorazione dei semiconduttori.
Componenti isolanti – Elevata rigidità dielettrica dove necessario.
Perché scegliere WHA rispetto al tungsteno puro?
Migliore lavorabilità (grazie alla fase legante Ni/Fe/Cu).
Maggiore tenacità alla frattura (meno fragile del W puro).
Conveniente-economico per geometrie complesse.
Gradi e personalizzazione disponibili
Gradi standard: W90NiFe, W93NiFe, W95NiFe, W97NiFe
Composizioni e dimensioni personalizzate (aste, piastre, parti meccaniche)
Finiture superficiali: lucidate, rettificate o rivestite per prestazioni migliorate.
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