材料與薄膜相關(guān)資料

1、第一章1真空度與壓強(qiáng)的關(guān)系，粗，低，高，超高真空如何劃分。托、大氣壓之間的關(guān)系答：壓強(qiáng)越低意味著單位體積中氣體分子數(shù)愈少，真空度愈高，反之真空度越低那么壓強(qiáng)就越高。粗真空：1X1051X102Pa低真空1X1021X10-1 Pa高真空1X10-11X10-6 Pa超高真空<1X10-6 Pa 1托1/760大氣壓2為氣體臨界溫度。氣體與蒸氣區(qū)別、平均自由程、余弦散射定律答：氣體臨界溫度：對于每種氣體都有一個特定的溫度高于此溫度時氣體無論如何壓縮都不會液化，這個溫度稱為該氣體的臨界溫度。氣體與蒸氣區(qū)別：溫度高于臨界溫度的氣態(tài)物質(zhì)稱氣體，低于臨界溫度的氣態(tài)物質(zhì)稱為蒸氣平均自由程：每個分子在

2、連續(xù)兩次碰撞之間的路程稱為“自由程，這是一個描述氣體性質(zhì)的微觀參量，其統(tǒng)計平均值稱為“平均自由程。余弦散射定律：碰撞于固體外表的分子，它們飛離外表的方向與原入射方向無關(guān)并按與外表法線方向所成角度的余弦進(jìn)行分布。3簡述旋片機(jī)械泵、擴(kuò)散泵、分子泵原理及真空范圍使用時是否需配前級泵答：旋片機(jī)械泵原理：通過懸片的轉(zhuǎn)動將待抽真空的容器中的氣體吸入并壓縮排出機(jī)械泵，通過此原理不斷循環(huán)，從而使容器到達(dá)真空。真空范圍：1大氣壓10-2pa 不需要使用前級泵擴(kuò)散泵：擴(kuò)散泵是利用被抽氣體向蒸氣流擴(kuò)散的現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)排起作用的。真空范圍：110-6Pa 需要前級泵分子泵：靠高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子碰撞氣體分子并把它驅(qū)向排氣口，由

3、前級泵抽走，而使被抽容器獲得超高真空。真空范圍：110-8Pa 需要前級泵4簡述熱阻、熱偶、熱陰極電離真空計原理及測量原理答：熱阻真空計原理：通過測量熱阻絲的電阻隨溫度變化，建立電阻與壓強(qiáng)的關(guān)系，間接確定壓強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)對真空的測量。 104 Pa10-2Pa熱偶真空計原理：低壓強(qiáng)下氣體熱傳導(dǎo)與壓強(qiáng)有關(guān)，用熱電偶測量熱絲溫度，建立氣體壓強(qiáng)與熱偶電動勢之間的關(guān)系，從而確定真空室壓強(qiáng)。 102 Pa10-1Pa熱陰極電離真空計原理：電子在加速電場中獲得能量，參與氣體分子碰撞將發(fā)生電離，產(chǎn)生正離子和次級電子，正離子數(shù)正比于氣體密度，即在一定溫度下正比于氣體壓強(qiáng)，根據(jù)離子電流大小，來測壓強(qiáng)。 10-1P

4、a10-6Pa5典型真空系統(tǒng)組成是什么？何為極限真空及抽氣速率答：典型真空系統(tǒng)組成：待抽空的容器(真空室)、獲得真空設(shè)備(真空泵)、測量真空的器具(真空汁)以及必要的管道、閥門和其他附屬設(shè)備。極限真空：系統(tǒng)所能到達(dá)的最低壓強(qiáng)。抽氣速率：在規(guī)定壓強(qiáng)下單位時間所抽出氣體的體積。第二章1、真空蒸發(fā)系統(tǒng)組成。鍍膜根本過程是什么，何為蒸發(fā)溫度、飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系、蒸發(fā)速率與何因子有關(guān)。如何減小蒸發(fā)分子碰撞幾率答：真空蒸發(fā)系統(tǒng)組成：1真空室2蒸發(fā)源或蒸發(fā)加熱器3基板4基板加熱器和測溫器鍍膜根本過程：1 加熱蒸發(fā)過程2 氣化原子或分子在蒸發(fā)源與基片之間的輸運(yùn)3 蒸發(fā)原子或分子在基片外表上淀積過程蒸發(fā)溫度：

5、物質(zhì)在飽和蒸氣壓為10-2托時的溫度，叫該物質(zhì)的蒸發(fā)溫度飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系：物質(zhì)的飽和蒸汽壓隨溫度的上升而增大，在一定溫度下，各種物質(zhì)的飽和蒸汽壓不相同，且具有恒定的數(shù)值?？死?克勞修斯方程式：蒸發(fā)速率因子：蒸發(fā)速率除與蒸發(fā)物質(zhì)的分子量，絕對溫度和蒸發(fā)物質(zhì)在溫度T時的飽和蒸汽壓外，還與材料外表清潔度有關(guān)。特別是蒸發(fā)源溫度的變化對蒸發(fā)速率影響極大。如何減小蒸發(fā)分子碰撞幾率：平均自由程比源基距大得多的情況下。3簡述點(diǎn)源、小平面源的蒸發(fā)特點(diǎn)并比擬兩者相對厚度分布曲線。兩種點(diǎn)源與基板相對位置如何配置P25-27 答：點(diǎn)源點(diǎn)蒸發(fā)源：以相同的蒸發(fā)速率向各個方向蒸發(fā)。小平面小平面蒸發(fā)源：具有方向性，遵

6、從余弦角度分布規(guī)律厚度曲線比擬：兩種源在基片上所沉淀的膜厚度，雖然很近似，但是由于蒸發(fā)源不同，在給定蒸發(fā)料，蒸發(fā)源和幾班距離的情況下，平面蒸發(fā)源的最大厚度可為點(diǎn)蒸發(fā)源的4倍左右。對基板位置配置：點(diǎn)源：為了獲得均勻膜厚，點(diǎn)源必須配置在基板所圍成的球狀中心小平面源：當(dāng)小平面蒸發(fā)源為球形工件架的一局部時，該小平面蒸發(fā)源蒸發(fā)時，在內(nèi)球體外表上的膜度分布是均勻的。4何為電阻加熱蒸發(fā)法。何為電子束蒸發(fā)法和優(yōu)點(diǎn)P35 39 4247答：電阻加熱蒸發(fā)法：采用鉭、銅、鎢等高熔點(diǎn)金屬，做成適當(dāng)形狀的蒸發(fā)源，其上裝入待蒸發(fā)材料料讓電流通過對蒸發(fā)材料進(jìn)行直接加熱蒸發(fā)，或者把待蒸發(fā)材料放入A12O3，BeO等坩鍋中進(jìn)行

7、間接加熱蒸發(fā)電子束蒸發(fā)法: 將蒸發(fā)材料放入水冷銅坩鍋中，直接利用電子束加熱，使蒸發(fā)材料氣化蒸發(fā)后凝結(jié)在基板外表成膜優(yōu)點(diǎn)：1電子束轟擊熱源的束流密度高，能獲得遠(yuǎn)比電阻加熱源更大的能量密度2由于被蒸發(fā)材料是置于水冷坩鍋內(nèi)，因而可防止容器材料的蒸發(fā)，以及容器材料與蒸發(fā)材料之間的反響，這對提高鍍膜的純度極為重要3熱量可直接加到蒸發(fā)材料的外表，因而熱效率高。熱傳導(dǎo)和熱輻射的損失少5為何合金，化合物蒸發(fā)鍍膜時不易得到原成分化學(xué)計量比，簡述采用什么方法可得原合金化學(xué)計量比。原因：由于各成分的飽和蒸汽壓不同，使得其蒸發(fā)速率也不同，會發(fā)生分解和分餾從而引起薄膜成分的偏離合金：可采用瞬間蒸發(fā)法和雙源或多源蒸發(fā)法瞬

8、間蒸發(fā)法：將細(xì)小的合金顆粒，逐次送到非常熾熱的蒸發(fā)器或坩堝中，使一個一個的顆粒實(shí)現(xiàn)瞬間完全蒸發(fā)。雙源或多源蒸發(fā)法：將要形成合金的每一個局部，分別裝入各自的蒸發(fā)源中，然后獨(dú)立地控制各蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率，使到達(dá)基板的各種原子與所需合金薄膜的組成相對應(yīng)。化合物：可采用反響蒸發(fā)法，電阻加熱法，雙源或多源蒸發(fā)法6分子束外延鍍膜法原理及特點(diǎn)P46答：原理：它是在超高真空條件下，將薄膜諸組分元素的分子束流，直接噴到襯底外表，從而在其上形成外延層的技術(shù)。特點(diǎn)：1MBE雖然一是一個以氣體分子論為根底的蒸發(fā)過程，但它并不是以蒸發(fā)溫度為控制參數(shù)，而是以系統(tǒng)中的四級質(zhì)譜儀，原子吸收光譜等近代分析儀器，精密地監(jiān)控分子束的

9、種類和強(qiáng)度，從而嚴(yán)格控制生長過程與生長速率。2MBE是一個超高真空的物理電極過程，既不需要考慮中間化學(xué)反響，又不受質(zhì)量傳輸?shù)挠绊?，并且利用快門可對生長和中斷進(jìn)行瞬時控制。3MBE沉底溫度低，因此降低了界面上熱膨脹引入的晶格失陪效應(yīng)和沉底雜質(zhì)對外延層的自摻雜擴(kuò)散影響。4MBE是一個動力學(xué)過程。5MBE生長速率低，有利于實(shí)現(xiàn)精確控制厚度，結(jié)構(gòu)與成分和形成陡峭抑制結(jié)等。MBE適合生長超晶格材料。6MBE在超高真空環(huán)境中進(jìn)行的而且襯底和分子束源相隔較遠(yuǎn)，因此可用多種外表分析儀器實(shí)時觀察生長面上的成分，結(jié)構(gòu)及生長過程。7簡述石英晶體法與等厚干預(yù)法測膜原理P58答：石英晶體法：這是一種利用改變石英品體電極

10、的微小厚度來調(diào)整晶體振蕩器的固有振蕩頒率的方法。利用這一原理，在石英晶片電極上淀積薄膜，然后測其固有頻率的變化就可求出質(zhì)量膜厚。等厚干預(yù)法測膜：如果在楔形薄膜上產(chǎn)生單色干預(yù)光，在一定厚度下就能滿足最大和最小的干預(yù)條件。因此，能觀察到明暗相間的平行條紋。如果厚度不規(guī)那么那么干預(yù)條紋也呈現(xiàn)不規(guī)那么的形狀。第三章1簡述二級濺射、偏壓濺射、三級濺射、射頻、磁控、離子束，反響原理及特點(diǎn)答：二級濺射：原理：被濺射的靶陰極和成膜的羈絆及其固定架陽極構(gòu)成了濺射裝置的兩個極。工作時，先將真空室預(yù)抽到高真空(如10-3Pa)，然后通入氬氣使真空室內(nèi)壓力維持在l一10Pa時，接通電源使在陰極和陽極間產(chǎn)生異常輝光放電

11、，并建立起等離子區(qū)，其中帶正電的氬離子受到電場加速而轟擊陰極靶。從而使靶材產(chǎn)生濺射。特點(diǎn)：構(gòu)造筒單，在大面積基板上可制取均勻薄膜。偏壓濺射：原理：在基片上施加以固定直流偏壓，假設(shè)施加的是負(fù)偏壓，那么在薄膜電極過程中，基片外表都將受到氣體離子的穩(wěn)定轟擊，隨時去除可能進(jìn)入薄膜外表的氣體，有利于提高薄膜純度。并且也可除掉粘附力弱的淀積粒子，加之在淀積之前可對基片進(jìn)行轟擊清洗，使外表凈化，從而提高了薄膜的附著力。特點(diǎn)：鍍膜過程中同時去除基片上輕質(zhì)量的帶電粒子，從而使基板中不含有不純氣體(剩余H2O、N2等)三級濺射：在二級濺射根底上，在真空室內(nèi)附加一個熱陰極，由它發(fā)射電子并和陽極產(chǎn)生等離子體。同時使靶

12、相對于該等離子體為負(fù)電位，用等離子體中的正離子轟擊靶材而進(jìn)行濺射。特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)低氣壓、低電壓濺射，可獨(dú)立控制放電電流和襲擊靶的離于能量?？煽刂瓢须娏饕部蛇M(jìn)行射頻濺射射頻濺射：在靶上施加射頻電壓，當(dāng)濺射靶處于上半周時由于電子的質(zhì)量比離子的質(zhì)量小得多故其遷移率很高僅用很短時間就可以飛向靶面，中和其外表積累的正電荷，從面實(shí)現(xiàn)對絕緣材科的濺射。并且在靶面又迅速積累大量的電子，使其外表因空間電荷呈現(xiàn)負(fù)電位，導(dǎo)致在射頻電壓的正半周時也吸引離子轟擊靶材。從而實(shí)現(xiàn)了在正、負(fù)半周中，均可產(chǎn)生濺射特點(diǎn)：1在射頻濺射裝置中，等離子體中的電子容易在射頻場中吸收能量并在電場內(nèi)振蕩，因此，電子與工作氣體分子碰撞并使之電離

13、的幾率非常大，故使得擊穿電壓和放電電壓顯著降低。2能淀積包括導(dǎo)體，半導(dǎo)體，絕緣體在內(nèi)的幾乎所有材料。磁控濺射：原理：電子e在電場E作用下，在飛向基板的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離出氬粒子和一個新的電子e，電子飛向基片，氬離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶外表，使靶材發(fā)生濺射。特點(diǎn)：高速與低溫濺射離子束濺射：原理：由大口徑離子束發(fā)生源(1#離子源)引出惰性氣體離子，使其照射在靶上產(chǎn)生濺射作用，利用濺射出的粒子淀積在基片上制得薄膜。在大多數(shù)情況下，淀積過程中還要采用第二個離子源(2#離子源)使其發(fā)出的第二種離子束對形成的薄膜進(jìn)行照射，以便在更廣范圍控制淀積膜的性質(zhì)。特點(diǎn)：1膜純度

14、高2基片溫度低3條件可獨(dú)立控制，重復(fù)性好。4適于制備多成分膜的多層膜5可濺射多種材料，包括各種粉末，介質(zhì)材料，金屬材料和化合物等。特別是對于飽和蒸汽壓低的金屬和化合物以及高熔點(diǎn)物質(zhì)的沉積等。2濺射鍍膜與真空鍍膜相比，有何特點(diǎn)P60答：特點(diǎn)：1)任何物質(zhì)均可以濺射尤其是高熔點(diǎn)、低蒸氣壓元素和化臺物。(2)濺射膜與基板之間的附著性好。(3)濺射鍍膜密度高，針孔少，且膜層的純度較高，因?yàn)樵跒R射過程中，不存在真空蒸鍍時無法防止的坩堝污染現(xiàn)象。4)膜厚可控性和重復(fù)性好。3濺射的現(xiàn)象的幾點(diǎn)結(jié)論P(yáng)82答：1)濺射率隨入射離子能量的增加而增大，而在離子能量增加到一定程度時，由于離子注入效應(yīng)，濺射率將隨之減小。

15、(2)照射率的大小與入射粒子的質(zhì)量有關(guān)。(3)當(dāng)入射離子的能量低于某臨界值(閩值)時，不會發(fā)生濺射。(4)濺射原子的能量比蒸發(fā)原子的大許多倍。(5)入射離子的能量低時濺射原子角分布就不完全符合于余弦分布規(guī)律。角分布還與入射離子方向有關(guān)。從革品靶濺射出來的原子趨向于集中在晶體密度最大的方向。(6)因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量小所以即使用具有極高能量的電子轟擊兜材時也不會產(chǎn)生濺射現(xiàn)象。4簡述熱蒸發(fā)理論和動量轉(zhuǎn)移P83答：熱蒸發(fā)理論：濺射現(xiàn)象是被電離氣體的荷能正離子，在電場的加速下轟擊靶外表，而將能量傳邏給碰撞處的原子，結(jié)果導(dǎo)致靶外表碰撞處很小區(qū)域內(nèi)，發(fā)生瞬間強(qiáng)烈的局部高溫，從而使這個區(qū)域的靶材料熔化，發(fā)生熱蒸發(fā)

16、。動量轉(zhuǎn)移：低能離子碰撞靶時，不能從固體外表直接濺射出原子，而是把動量轉(zhuǎn)移給被碰掩的原子，引起晶格點(diǎn)陣上原子的鏈鎖式碰撞。這種碰撞將沿著晶體點(diǎn)陣的各個方向進(jìn)行。同時，碰撞因在原子最緊密排列的點(diǎn)陣方向上最為有效，結(jié)果晶體外表的原子從鄰近原子那里得到愈來愈大的能量，如果這個能量大于原子的結(jié)臺能，原于就從固體外表板濺射出來。5濺射閥值，輝光放電、濺射率P68答：濺射閥值：是指使靶材原子發(fā)生濺射的入射離子所必須只有的最小能量。輝光放電：指在真空度約為101Pa的稀薄氣體中，兩個電極之間加上電壓產(chǎn)生的一種氣體放電現(xiàn)象。濺射率：表示正離子轟擊靶陰極時平均每個正離子能從陰極上打出的原子數(shù)。又稱濺射產(chǎn)額或?yàn)R射

17、系數(shù)。第四章1簡述離子鍍原理、P104簡述其特點(diǎn)105、如何劃分其類型110 什么叫離化率106答：離子膜原理：在真空條件下，鍍材氣化蒸發(fā)后的的粒子進(jìn)入等離子區(qū)與等離子區(qū)中的正離子和被激活的惰性氣體原子以及電子發(fā)生碰撞，其中一局部蒸發(fā)粒子被電離成正離子，正離子在負(fù)高壓電場加速作用下，沉積到基片外表成膜。特點(diǎn)：(1)膜層附著性能好(2)膜層的密度高(通常與大塊材料密度相同) (3)繞射性能好(4)可鍍材質(zhì)范圍廣泛(5)有利于化合物膜層的形成6)淀積速率高成膜速度快，可鍍較厚的膜類型：根據(jù)膜材不同的氣化方式和離化方式劃分。氣化方式：電阻加熱，電子束加熱，等離子電子束加熱，高頻感應(yīng)加熱，陰極弧光放點(diǎn)

18、加熱等氣體分子或原子的離化和激活方式：輝光放電型，電子束型，熱電子型，等離子電子束型，多弧形及高真空電弧放電型。離化率：被電離的原子數(shù)占全部蒸發(fā)原子數(shù)的百分比例。第五章1、CVD如何分類，CVD裝置的主要局部，何為化學(xué)氣相沉淀法P118答：分類(1)按淀積溫度，可分為低溫(200一500)、中溫(500I 000)和高溫(10001300)   (2)按反響器內(nèi)的壓力，可分為常壓CVD和低壓CVD；   (3)按反響器壁的溫度可分為熱壁方式和冷壁方式CVD。，(4)按反響激活方式，可分為熱激活和等離子體激活CVD等。裝置：反響氣體輸入

19、局部，反響激活能源供給局部和氣體排出局部。CVD：化學(xué)氣相沉積是一種化學(xué)氣相生長法，簡稱CVD技術(shù)。這種方法是把含有構(gòu)成薄膜元素的一種或幾種化合物的單質(zhì)氣體供給基片，利用加熱、等離子體、紫外光乃至激光等能源，借助氣相作用或在基片外表的化學(xué)反響(熱分解或化學(xué)臺成)生成要求的薄膜2簡述CVD制模的幾個主要階段，何為熱分解反響，化學(xué)合成反響，化學(xué)輸運(yùn)反響P119122答：主要階段：(1)反響氣體向基片外表擴(kuò)散；(2)反響氣體吸附于基片的外表，(3)在基片外表上發(fā)生化學(xué)反響；(4)在基片外表上產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物脫離外表面擴(kuò)散掉或被真空泵袖走，在基片外表留下不揮發(fā)的固體反響產(chǎn)物薄膜。熱分解反響：在簡單的單

20、溫區(qū)爐中，在真空或惰性氣體保護(hù)下加熱基體至所需溫度后，導(dǎo)入反響物氣體使之發(fā)生熱分解，最后在基體上沉積出固態(tài)涂層?；瘜W(xué)合成反響：兩種或多種氣態(tài)反響物在一個熱基體上發(fā)生的相互反響，這類反響稱化學(xué)合成反響?；瘜W(xué)輸運(yùn)反響：把需要沉積的物質(zhì)當(dāng)作源物質(zhì)(不揮發(fā)性物質(zhì))，借助于適當(dāng)?shù)臍怏w介質(zhì)與之反響而形成一種氣態(tài)化臺物，這種氣態(tài)化合物經(jīng)化學(xué)遷移或物理載帶(利用載氣)鉑運(yùn)到與源區(qū)溫度不同的沉積區(qū)，并在基板上再發(fā)生逆向的反響使源物質(zhì)重新在基板上沉積出來，這樣的反響過程稱為化學(xué)輸運(yùn)反響。3簡述CVD優(yōu)缺點(diǎn)P124答：優(yōu)點(diǎn)：(1)既可以制作金屬薄膜、非金屬薄膜，又可按要求制作多成分的合金薄膜。(2)成膜速度可以很快

21、，每分鐘可達(dá)幾個甚至到達(dá)數(shù)百。(3)CVD反響在常壓或低真空進(jìn)行鍍膜的繞射性好。(4)能得到純度高、致密性好、剩余應(yīng)力小、結(jié)晶良好的薄膜鍍層。(5)可得到純度高，結(jié)晶完全的膜層。(6)CVD法可獲得平滑的沉積外表。(7)輻射損傷低。缺點(diǎn)：反響溫度太高，一般要在1000左右，使許多基體材料都耐受不住CVD的高溫，因此限制了它的用途范圍；反響物余氣多屬于易燃、有毒、易爆。4簡述開口體系，閉管法特點(diǎn)P128答：開口體系特點(diǎn)：能連續(xù)地供氣和排氣，沉淀工藝容易控制，工藝重復(fù)性好，工件容易取放，同一裝置可反復(fù)屢次利用。閉管法的優(yōu)點(diǎn)是反響物與生成物被空氣或大氣污染物水蒸氣等)偶然污染的時機(jī)很小，不必連續(xù)抽氣

22、就可以保持反響器內(nèi)的真空，對于必須在真空條件下進(jìn)行約沉積十分方便，可以沉積蒸氣壓高的物質(zhì)5 LPCVD和CVD主要區(qū)別P129答：主要區(qū)別是由于低壓下氣體的擴(kuò)散系數(shù)增大，使氣態(tài)反響劑與副產(chǎn)物的質(zhì)量傳輸速度加快，形成沉積薄膜的反響速度增加。氣體的密度和擴(kuò)散系數(shù)都與壓力有關(guān)，前者與壓力成正比，而后者與壓力成反比。LPCVDD系統(tǒng)內(nèi)氣體的擴(kuò)散系數(shù)比常壓CVD時大1000倍。擴(kuò)散系數(shù)大意味著質(zhì)量輸運(yùn)快，使整個系統(tǒng)空間氣體分子均勻分布。所以能生長出厚度均勻的薄膜。而且由于氣體的擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散速度都增大，基片就能以較小的間距迎著氣流的方向垂直排列，可使生產(chǎn)效率大大提高，并且可以減少自摻雜，改善雜質(zhì)分布。由

23、于氣體分子的運(yùn)動速度快，它們的化學(xué)反響速度在各點(diǎn)上也就會大體相同，這是生長均勻薄膜的原因之一。由于LPCVD比常壓CVD系統(tǒng)中氣體分子問的動量交換速度快。因此被激活的氣體分子間易于發(fā)生化學(xué)反響。也就是說LPCVD系統(tǒng)中沉積速率高。6何為等離子體CVD，等離子體在CVD中作用P130答：等離子體CVD：是利用輝光放電的物理作用來激活化學(xué)氣相沉積反響等離子體在CVD中作用：(1)將反響物中的氣體分子激活成活性離子，降低反響所需的溫度(2)加速反響物在表而的擴(kuò)散作用(表而遷移率)，提高成膜速度。(3)對于基體及膜層外表具有濺射清洗作用，濺射掉那些結(jié)合不牢的粒子，從而加強(qiáng)了形成的薄膜和基板的附著力。4

24、)由于反響物中的原子、分子、離子和電子之間的碰撞、散射作用，使形成的薄膜厚度均勻。7 PECVD與普通CVD相比，有什么優(yōu)點(diǎn)P131答：Advantage:(1)可以低溫成膜，對基體影響小，并可以防止高溫成膜造成的膜層晶粒租大以及膜層和基體間生成脆性相等問題。(2)PECVD在較低的壓強(qiáng)下進(jìn)行由于反響物中的分子、原子、等離子粒團(tuán)與電子之間的碰撞、散射、電離等作用，提高膜厚及成分的均勻性，得到的薄膜針孔少、組織致密、內(nèi)應(yīng)力小、不易產(chǎn)生裂紋；(3)擴(kuò)大了化學(xué)氣相沉積的應(yīng)用范圍，持別是提供了在不同的基體上制取各種金屬薄膜、非晶態(tài)無機(jī)薄膜、有機(jī)聚合物薄膜的可能性；(4)膜層對基體的附著力大于普通CVD

25、第六章1何為化學(xué)鍍膜，與CVD的區(qū)別，何為溶液凝膠法，陽極氧化法、電鍍法，答：化學(xué)鍍膜：是在復(fù)原劑的作用下，使金屬鹽中的金屬離子復(fù)原成原子狀態(tài)并沉積在基板外表上，從而獲得鍍層的一種方法。溶液凝膠法：采用適當(dāng)?shù)慕饘儆袡C(jī)化臺物等溶液水解的方法，可獲得所需的氧化物薄膜。用含有化學(xué)活性的組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料混合，并進(jìn)行水解、縮合反響，在溶液中形成穩(wěn)定的溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化，膠粒間緩慢聚合，形成三維網(wǎng)絡(luò)的凝膠，網(wǎng)絡(luò)間充滿失去流動性的溶劑，凝膠經(jīng)過枯燥、燒結(jié)、固化制備出分子乃至納米材料。陽極氧化法：將金屬或合金在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐凶麝枠O并加上一定直流電壓時，由于電化學(xué)反響會在陽極金屬外表上

26、形成氧化物薄膜的方法。電鍍法：利用電解反響在位于負(fù)極的基板上進(jìn)行鍍膜的過程稱為電鍍。2化學(xué)鍍膜與CVD的區(qū)別區(qū)別：化學(xué)鍍的復(fù)原反響必須在催化劑的作用下才能進(jìn)行，且沉積反響只發(fā)生在鍍件的外表上，而化學(xué)沉積法的復(fù)原反響卻是在整個溶液中均勻發(fā)生的，只有一局部金屬鍍在鍍件上，大局部那么成為金屬粉末沉淀下來。3何為LB膜、溶液鍍膜法P136LB膜：利用分子外表活性在水氣界面上形成凝結(jié)膜，并將該膜逐次轉(zhuǎn)移到固體基板上，形成單層或多層類晶薄膜的一種制膜方法，簡稱LB法，所制得的相應(yīng)膜層稱為LB膜溶液鍍膜法：在溶液中利用化學(xué)反響或電化學(xué)反響等化學(xué)方法在基板外表沉積薄膜的一種技術(shù)。第七章1.薄膜的形成分幾個過程

27、，何為凝結(jié)過程P144答：薄膜的形成一般分為凝結(jié)過程、核形成與生長過程、島形成與結(jié)合生長過程凝結(jié)過程：從蒸發(fā)源中被蒸發(fā)的氣相原子、離子或分子入射到基體外表之后。從氣相到吸附相，再到凝結(jié)相的一個相變過程2何為吸附，物理吸附，化學(xué)吸附P144答：吸附：入射到基體外表的氣相原子被這種懸掛鍵吸引住的現(xiàn)象。物理吸附：吸附僅僅是由原子電偶極矩之間的范德華力起作用稱為物理吸附化學(xué)吸附：吸附是由化學(xué)鍵結(jié)合力起作用那么稱為化學(xué)吸附3理解吸附原子的外表擴(kuò)散運(yùn)動是形成凝結(jié)的必要條件P146答：入射到基體外表上的氣相原子在外表上形成吸附原子后，它便失去了在外表法線方向的動能，只具有與外表水平方向相平行運(yùn)功的動能。依靠

28、這種動能吸附原子在外表上作不同方向的外表擴(kuò)散運(yùn)動。在外表擴(kuò)散過程中、單個吸附原于間相互碰檢形成原子對之后才能產(chǎn)生凝結(jié)，所以吸附原子的外表擴(kuò)散運(yùn)動是形成凝結(jié)的必要條件。4總捕獲面積大小與凝結(jié)關(guān)系P147答：總捕獲面積假設(shè)“l(fā)，不發(fā)生凝結(jié)；假設(shè)l2，那么發(fā)生局部凝結(jié)；假設(shè)2，到達(dá)完全凝結(jié)。5薄膜的形成與生長的三種形式P148答：(1)島狀形式 (2)單層成長形式 (3)層島結(jié)合形式6簡述核形成的4個步驟及2種形核理論P(yáng)148155步驟：(1)從蒸發(fā)源蒸發(fā)出的氣相原于入射到基體外表上，其中有一局部因能量較大而彈性反射回去，另一局部那么吸附在基體外表上。在吸附的氣相原子中有一小局部因能量稍大而再蒸發(fā)出

29、去。(2)吸附氣相原子在基體外表上擴(kuò)散遷移，互相碰撞結(jié)合成原子對或小原子團(tuán)并凝結(jié)在基體外表上。(3)這種原子團(tuán)和其他吸附原子碰撞結(jié)合，或者釋放一個單原子。這個過程反復(fù)進(jìn)行一旦原子團(tuán)中的原子數(shù)超過其一個臨界值，原于團(tuán)進(jìn)一步與其他吸附原子碰撞結(jié)合。只向著長大方向開展形成穩(wěn)定的原子團(tuán)。含有臨界值原子數(shù)的原子團(tuán)稱為臨界核，穩(wěn)定的原子團(tuán)稱為穩(wěn)定核。(4)穩(wěn)定核再捕獲其它吸附原子?；蛘吲c入射氣相原子相結(jié)合使它進(jìn)一步長大成為小島.兩種形核理論：1)熱力學(xué)界面能理論(毛細(xì)管現(xiàn)象理論)：這種理論的根本思想是將一般氣體在固體外表成凝結(jié)成微液墑的核形成理論(類似于毛細(xì)管濕潤)應(yīng)用到薄膜形成過程中的核形成研究。2)原

30、子聚集理論(統(tǒng)計理論)：原子聚集理論研究核形成時，將核看作一個大分子聚集體，用聚集體原子問的結(jié)合能或聚集體原子與基體外表原于間的結(jié)合能代替熱力學(xué)自由能.7簡述島狀薄膜形成過程的四種主要階段P156158答：1島狀階段：不斷捕獲吸附原子生長的核，逐漸從球帽形、圓形變成多面體小島2聯(lián)并階段：隨著島不斷長大，島間距離逐漸減小，最后相鄰小島可互相聯(lián)結(jié)合并為一個大島3溝道階段：在島聯(lián)并之后，發(fā)生較大的變形，形成種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中不規(guī)那么的分布著溝渠，后來溝渠被聯(lián)并成橋形并被填充，并消除，薄膜由溝渠狀變?yōu)橛行】锥吹倪B續(xù)狀結(jié)構(gòu)。4連續(xù)膜階段：在溝渠和孔洞消除之后，再入射到基體外表上的氣相原子便直接吸附在薄膜

31、上。通過聯(lián)并作用而形成不同結(jié)構(gòu)的薄膜。8簡述真空鍍膜與濺射鍍膜形成過程的不同P159答：(1)沉積粒子的產(chǎn)生過程：真空蒸發(fā)是一種熱過程，即材料由固相變到液相再變到氣相的過程或者從固相升華為氣相的過程。濺射過程是以動量傳遞的離子轟擊為根底的動力學(xué)過程。(2)沉積粒子的遷移過程：真空蒸發(fā)時真空度較高。蒸發(fā)氣相原子根本保持離開蒸發(fā)源時具有的能量、能量分布和直線飛行軌跡。在陰極濺射時，不但使濺射粒子酌韌始能量減少，而且還改變?yōu)R射粒子脫離靶面時所具有的方向，到達(dá)基體外表的濺射粒子可來自基體正前方整個半球面空間的所有方向(3)成膜過程：真空鍍膜法：成核條件不發(fā)生變化，雜質(zhì)氣體摻入到薄膜中的可能性較小，蒸發(fā)

32、的氣相原子與剩余氣體很少發(fā)生化學(xué)反響，基體和薄膜的溫度變化也不顯著。濺射方法卻正好相反，成核條件有明顯變化，雜質(zhì)氣體或外部材料摻入薄膜的時機(jī)較多，在薄膜中容易發(fā)生化學(xué)反響，基體和薄膜的溫度變化也比擬顯著9何為外延生長、晶格失配數(shù)，其大小如何影響界面P160答：外延生長：是在一塊半導(dǎo)體單晶片上沿著單晶片的結(jié)晶軸方向生長一層所需要的薄單晶層。晶格失配數(shù)：沉積薄膜用的基片材料的品格常數(shù)為a，薄膜材料的品格常數(shù)為b，在基片上外延生長薄膜的品格失配數(shù)m可用下式表示:m=(b-a)/a, m便是表征灣膜材料和基片材料在結(jié)晶學(xué)上晶格結(jié)構(gòu)相似程度的指標(biāo)之一影響：m值越小，說明外延生長的薄膜晶格結(jié)構(gòu)越與基片相類

33、似。m值不大時，晶體點(diǎn)陣出現(xiàn)應(yīng)變畸變m值很大時，出現(xiàn)不連續(xù)過度，產(chǎn)生位錯第八章1薄膜結(jié)構(gòu)分幾類，薄膜組織結(jié)構(gòu)分幾類并解釋答：薄膜結(jié)構(gòu)分為：組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和外表結(jié)構(gòu)薄膜組織結(jié)構(gòu)：無定形結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)和單晶結(jié)構(gòu)（1） 無定形結(jié)構(gòu)是一種近程有序結(jié)構(gòu)，在環(huán)境溫度下是穩(wěn)定的。（2） 多晶結(jié)構(gòu)薄膜是由假設(shè)干尺寸大小不等的晶粒所組成（3） 纖維結(jié)構(gòu)薄膜是晶粒具有擇優(yōu)取向的薄膜（4） 單晶結(jié)構(gòu)薄膜通常是用外延工藝制造2.簡述薄膜與塊狀晶體的區(qū)別答：在大多數(shù)情況下，薄膜中晶粒的晶格結(jié)構(gòu)與塊狀晶體是相同的。只是晶粒取向和晶粒尺寸與狂狀晶體不同。除晶體類型之外，薄膜中晶粒的晶格常數(shù)也常常和塊狀晶體不同

34、。3薄膜中引起位錯的原因。答：原因：(1)基體引起的位錯：如果薄膜和基體之間有晶格失陪的位錯，那么在生長成單層的擬似性結(jié)構(gòu)時就會有位錯產(chǎn)生。(2)小島的聚結(jié)：薄膜中產(chǎn)生位錯的主要原因都來自小島的長大和聚結(jié)。在多數(shù)的小島中其結(jié)晶方向都是任意的。特別是兩個晶體方向稍有不同的兩個小島相互聚結(jié)成長時，就會產(chǎn)生以位錯形式形成小傾斜角晶粒間界。4常用薄膜結(jié)構(gòu)與成分分析方法有哪些2種方法：X射線衍射法，電子衍射法TEM，掃描電子顯微鏡法SEM，俄歇電子能譜法AES，X射線光電子能譜法XPS，二次離子質(zhì)譜法SIMS5簡述沉積薄膜微觀結(jié)構(gòu)的變化。在低溫時，由于吸附原子外表擴(kuò)散速率減小，成核數(shù)目有限，容易生長成錐狀晶粒結(jié)構(gòu)。隨著基體溫度升高，吸附原子外表擴(kuò)散速率增大，結(jié)構(gòu)形貌轉(zhuǎn)移到T區(qū)。形成晶粒間界較模糊的緊密堆積纖維狀晶粒結(jié)構(gòu)。如果溫度繼續(xù)升高，因柱狀晶粒尺寸隨凝結(jié)溫度升高而增大，其結(jié)構(gòu)變成等軸晶形貌。第九章1簡述薄膜增加附著力的方法，及附著力測量方法P189-190增加附著力方法：1對基片進(jìn)行清