Reinheitsbewertung und Zertifizierung von Tiegeln aus hochreinem Tantal
Ein hochreiner Tantaltiegel zeichnet sich durch eine Reinheit von mindestens 99,99 % aus, wodurch Spurenverunreinigungen eliminiert werden, um den strengen Anforderungen der Verarbeitung ultraempfindlicher Materialien gerecht zu werden.
Zu den Reinheitsstufen gehören 99,95 % (kommerzielle Qualität), 99,98 % (analytische Qualität) und 99,99 % (elektronische/nukleare Qualität). Die Zertifizierung mittels GDMS (Glimmentladungs-Massenspektrometrie) oder ICP-MS (Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma) überprüft den Verunreinigungsgrad: Beispielsweise haben 99,99 %-Tiegel Fe weniger als oder gleich 5 ppm, Ni weniger als oder gleich 3 ppm, C weniger als oder gleich 10 ppm. Diese Rückverfolgbarkeit ist für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt (Schmelzen von Superlegierungen) oder in der Halbleiterindustrie (Verarbeitung von Dielektrika mit hohem -k-Wert) von entscheidender Bedeutung.
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Tiegel aus 99,95 % Tantal für Elektronenstrahlverdampfer, Ta-Tiegel für den Laborgebrauch
Herausforderungen bei der Herstellung hochreiner Tantaltiegel
Nach der -Fertigung werden durch Vakuumglühen (1500 Grad, 10⁻⁵ Pa) absorbierte Gase entfernt, was die Reinheit weiter erhöht.
Leistungsvorteile in kritischen Anwendungen
Bei der Halbleiterepitaxie verhindern 99,99 %-Tiegel eine Kontamination mit Dotierstoffen (z. B. verändert Fe die elektrischen Eigenschaften von Silizium). Als Kernbrennstoff enthalten sie Uranoxidschmelzen ohne Einführung neutronenabsorbierender Verunreinigungen (z. B. B, Cd). Ihre geringe Ausgasungsrate (<10⁻⁹ Torr·L/s·cm²) also suits ultra-high-vacuum (UHV) systems, unlike lower-purity crucibles that release volatiles.
