薄膜物理

薄膜物理考试
填空题：
1.真空蒸发、溅射镀膜和离子镀等常被称为物理气相沉积(Physucal Vspor Depositiom,简称PVD法)是基本的薄膜制作技术。

2.为了研究能和实际应用方便，唱吧真空划分为粗真空、低真空、高真空和超真空四个等级。

随着真空度的提高，真空的性质将逐渐变化，并经历有气体分子数的量编导真空质变的过程。

3.典型的真空系统应包括：待抽空的容器(真空室)、获得真空的设备(真空泵)、测量真空的器具(真空计)以及必要的管道、阀门和其他附属设备。

4.薄膜的形成一般分为凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。

凝结过程是薄膜形成的第一阶段。

凝结过程是从蒸发源中被蒸发的气相原子、离子或分子入射到基体表面之后，从气相到吸附相，再到凝结相的一个相变过程。

5.薄膜的组织结构实质他的结晶形态，分为四种类型：无定型结构、多晶结构、纤维结构和单晶结构。

6.薄膜的力学性质中包括有附着性质、应力性质、张力性质、弹性性质和机械强度等。

7.根据计划性质的不同，在研究介质薄膜的介电常数是将介质薄膜分为两种类型：非极性介质薄膜和极性介质薄膜。

前者的介电常数为2~45，其介电常数较低者为有机聚合物薄膜，较高者为无机氧化物薄膜。

后者介电常数为3~1000或更大，其介电常数较低者为有机聚合物薄膜，较高者为无机铁电薄膜。

8.由于溅射是一个极为复杂的物理过程，涉及的因素很多，长期以来对于溅射机理虽然进行了很多的研究，提出过许多的理论，但都不能完善地解释溅射现象。

尚未建立一套完成的统一的理论和模型能对所有实验结果作系统阐述和进行定量计算。

比较成熟的两种理论：热蒸发理论和动量转移理论。

、
9.表征溅射特征的参量主要有溅射率、溅射阈值，以及溅射离子的速度和能量。

名词解释：
1.溅射率：溅射率是描述溅射特性的一个最重要的物理参量，他表示正离子轰击靶离子阴极时平均每个正离子能从阴极上打出的原子数。

又称溅射产额或溅射系数，常用S表示。

2.真空蒸发：真空蒸发镀膜法(简称真空镀)是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(称为衬底或基片)表面，凝结形成固态薄膜的方法。

3.级联碰撞：(百度的)载能离子进入基体以后，与其中的原子发生电离和原子碰撞两种主要作用。

能量为E1的载能离子在固体内慢化的过程中将一部分能量以弹性碰撞的方式传输给被击的点阵原子，这些被击点阵原子称为初级碰撞原子。

初级碰撞原子仍可能具有相当大的动能，当它们的能量E2超过其离位阈能Ed时就会离开其正常位置，变成离位原子并产生空位。

而这些初级碰撞原子又可作为"炮弹"撞击其他的点阵原子并使之发生离位而形成二级碰撞原子。

同理，具有相当能量的二级碰撞原子又能击出三级离位的碰撞原子，……，这样一代一代地延续下去，直到各个级次的碰撞原子静止下来，由此构成了一个"级联碰撞"过程。

4.离子镀：离子镀技术(简称离子镀)是美国Sandia公司的D.M.Mattox于1963年首先提出来的。

是近十几年来在真空蒸发和真空溅射技术基础上发展起来的一种新的镀膜技术。

离子镀的英文全称Ion Plating，简称IP。

它是在真空条件下，应用气体放电实现镀膜，即在真空室中使气体或被蒸发物质电离，在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，同时将蒸发无物或其反应产物蒸镀到基片上。

5.内摩擦：所谓内摩擦是这样一种现象：若让薄膜随意振动一下，他的振幅会以某一比率进行衰减，这主要是由于振动能量通过薄膜中的位错运动转变为热能的结果，这种能量的
转换过程称为薄膜的内摩擦。

6.溅射：所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶)，是固体原子(或分子)从表面射出的现象，射出的粒子大多呈原子状态，常称为溅射原子。

用于轰击靶的荷能粒子可以使电子、离子或中性粒子，因为离子在电场下易于加速并获得所需动能，因此大多采用里欧子作为轰击粒子。

该粒子又称为入射离子。

由于直接实现建设的机构是离子，所以这种镀膜技术又称为离子溅射镀膜或淀积。

与此相反，利用溅射也可以进行刻蚀。

淀积和刻蚀是溅射过程的两种应用。

7.外延生长：外延生长技术室半导体器件和集成电路生产中常用的一种工艺技术。

外延生长技术就是在一块半导体单晶片上沿着单晶片的结晶轴方向生长一层所需要的薄单晶层。

外延生长这个技术名词是由希腊语的外边面(epi)和排列(taxis)两个词组合而成的。

简答题：
1.简单描述磁控溅射的基本原理。

答：磁控溅射的基本原理就是以磁场来改变电子的运动方向，并束缚和延长电子的运动轨迹，从而提高了电子对工作气体的电离几率和有效地利用了电子的能量。

因此，使正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。

同时，受正交电磁场束缚的电子，又只能在其能量要耗尽时才沉积在基片上。

这就是磁控溅射具有“低温”、“高效”两大特点的道理。

2.简单描述铁电体的三个重要特点。

答：铁电体的重要特征有三个：一是它具有电滞回线，它是判断警惕为铁电体的重要依据。

二是存在一个临界温度即铁电居里温度。

它是晶体顺电相的转变温度。

三十铁电晶体具有临界特征，他的介电性质、弹性性质、热学性质和光学性质等在临界温度附近出现反常现象。

3.简单描述CVD法制备薄膜的基本过程。

答：CVD法制备薄膜的过程，可以分为以下几个主要的阶段：
1)反应气体向基片表面扩散；
2)反应气体吸附在基体的表面；
3)在基体表面发生化学反应；
4)在基体表面上产生的气相副产物脱离表面而扩散掉或被真空泵抽走，在基片表面
留下不挥发的固体反应产物——薄膜。

问答题：
1.真空中蒸发的原理和过程（蒸发镀膜）。

答：
2.直流辉光放电伏安特性曲线各个阶段（溅射）。

答：。