薄膜材料与薄膜技术复习资料

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1、薄膜材料与薄膜技术第一章1.真空度划分：粗真空：105-102Pa接近大气状态热运动为主低真空：102-10-1Pa高真空：10-1-10-6Pa超高真空：<10-6Pa2.吸附与脱附物理吸附与化学吸附气体吸附：固体表面捕获气体分子的现象物理吸附：没有选择性、主要靠分子之间的吸引力、容易发生脱附、一般只在低温下发生化学吸附：在较高温度下发生、不容易脱附，只有气体和固体表面原子接触生成化合物才能产生吸附作用。气体脱附：是吸附的逆过程。3.旋片式机械真空泵用油来保持各运动部件之间的密封，并靠机械的办法，使该密封空间的容积周期性地增大，即抽气；缩

2、小，即排气，从而达到连续抽气和排气的目的。4.分子泵牵引泵：结构简单、转速小、压缩比大（效率低）涡轮式分子泵：抽气能力高、压缩比小（效率高）5.低温泵深冷板装在第二级冷头上，温度为10-20k，板正面光滑的金属表面可以去除氮、氧等气体，反面的活性炭可以吸附氢、氦、氖等气体。通过两极冷头的作用，可以达到去除各种气体的目的，从而获得超高真空状态。6.真空的测量电阻真空计：压强越低，电阻越高（p↓→R↑）测量范围105---10-2Pa热偶真空计：压强越低，电动势越高（p↓→Ɛ↑）测量范围102----10-1Pa电离真空计：三种（BA型、热阴极

3、、冷阴极）A：灯丝（发射极）F：栅极（加速极）G：收集极第二章1.薄膜制备的化学方法以发生一定化学反应为前提，由热效应引起或由离子的电致分离引起。（热激活、离子激活）2.热氧化生长在充气条件下，通过加热基片的方式可以获得大量的氧化物、氮化物和碳化物薄膜。3.化学气相沉积优缺点：优点（记住四条）：①成核密度高，均匀平滑的薄膜。②绕射性好，对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔等都能均匀覆膜。③不需要昂贵的真空设备。④残余应力小，附着力好，且膜致密，结晶良好。⑤可在大尺寸基片或多基片上进行。可一制备金属和非金属薄膜，成膜速率快，面积大。缺点：①反

4、应温度太高，而许多基材难以承受这样的高温②反应气体可能与设备发生化学反应。三个过程：反应物输运、化学反应、去除附产物分类：常压式、低压式（NPCVD、LPCVD）热壁（>500℃）、冷壁（LTCVD）发生的典型化学反应（记住四条）：分解反应、还原反应、氧化反应、氮化反应、碳化反应按照不同激活方式分类：①激光化学气相沉积（LCVD）定义：利用激光源产生出来的激光束实现化学气相沉积的一种方法（激光加热非常局域化）②光化学气相沉积（PCVD）定义：高能光子有选择性地激发表面吸附分子或气体分子而导致键断裂、产生自由化学粒子形成膜或在相邻的基片上形成

5、化学物③等离子体增强化学气相沉积（PECVD）定义：在等离子体中电子平均能量足以使大多数气体电离或分解优点：比传统的化学气相沉积低得多的温度下获得单质或化合物薄膜材料缺点：由于等离子体轰击，使沉积膜表面产生缺陷，反应复杂，也使薄膜的质量有所下降。应用：用于沉积各种材料，包括SiO2、Si3N4，非晶Si：H、多晶Si、SiC等介电和半导体膜。分类：射频（R-PECED）、高压电源（PECVD）、微波（m-PECVD）、回旋电子加速微波（mECR-PECVD）辨析PCVD、LCVD、PECVD？4.电镀定义：电流通过导电液中的流动而产生化学反

6、应最终在阴极上（电解）沉积某一物质的过程。5.化学镀定义：不加任何电场、直接通过化学反应而实现薄膜沉积的方法6.阳极沉积反应定义：不需采用外部电流源，在待镀金属盐类的溶液中，靠化学置换的方法在基体上沉积出该金属的方法。（依赖阳极反应）7.辨析电镀、化学镀、阳极沉积反应：①化学镀、阳极沉积反应不可单独作为镀膜技术，一般作为前驱镀处理衬底或后续镀做保护层。电镀可单独作为镀膜技术。②阳极沉积反应与化学镀的区别在于无需在溶液中加入化学还原剂，因为基体本身就是还原剂。化学镀需添加还原剂。两者都不需要外加电场。8.LB技术定义：利用分子活性气体在气液界

7、面上凝结成膜，将该膜逐次叠积在基片上形成分子层。应用：应用这一技术可以生长有序单原子层、高度有序多原子层，其介电强度较高。过程：LBfilm第三章1.PVD与CVD相比优缺点：优点：化学气相沉积对于反应物和生成物的选择，且基片需要处在较高温度下，薄膜制备有一定的局限性。物理气相沉积对沉积材料和基片没有限制。缺点：速率慢、对真空度要求高2.PVD三个过程：从源材料发射粒子、粒子输运到基片、粒子在基片上凝结、成核、长大、成膜。3.真空蒸发定义：将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在工件或基片表面析出的过程。优点（相对于其他物理制备）：简

8、单便利、操作容易、成膜速度快、效率高、广泛使用。缺点：薄膜与基片结合较差、工艺重复性不好。六种技术：①电阻加热法定义：将支撑加热材料做成适当形状，装上蒸镀材料，让电流通过蒸发源加