薄膜制备及表征

1.薄膜制备技术代表性的制备方法

物理气相沉积法(PVD)（粒子束溅射沉积、磁控溅射沉积、真空蒸镀）：表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。

化学气相沉积法(CVD)：气相沉积过程中沉积粒子来源于化合物的气相分解反应，因此称为化学气相沉积法

2.薄膜的表征技术

2.1 薄膜厚度：几何厚度、光学厚度、质量厚度

几何厚度：等厚干涉条纹法、等色干涉条纹法

2.2 结构表征

（1）薄膜的宏观形貌，包括薄膜尺寸、形状、厚度、均匀性等；

（2）薄膜的微观形貌，如晶粒及物相的尺寸大小和分布、孔洞和裂纹、界面扩散层及薄膜织构等；

（3）薄膜的显微组织，包括晶粒内的缺陷、晶界及外延界面的完整性、位错组态等。

扫描电子显微镜Scanning Electronic Microscope (SEM)：

透射电子显微镜Transmission Electronic Microscope

X射线衍射方法

低能电子衍射（LEED）和反射式高能电子衍射（RHEED）

扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope-STM）

原子力显微镜（AFM）

2.3 成分表征

原子内的电子激发及相应的能量过程

X射线能量色散谱（EDX）

俄歇电子能谱（AES）

X射线光电子能谱（XPS）

卢瑟福背散射技术（RBS）

二次离子质谱（SIMS）

3. 各种特种薄膜的应用

金刚石薄膜：高硬度、高耐磨性使得金刚石薄膜成为极佳的工具材料；金刚石具有极高的热导率，这使得金刚石成为极好的高功率光电子元件的散热器件材料；金刚石在从紫外到远红外的很宽的波长范围内具有很高的光谱透过性能以及极高的硬度、强度、热导率以及极低的线膨胀系数和良好的化学稳定性，这些优异性质的综合使得金刚石薄膜成为可以在恶劣环境中使用的极好的光学窗口材料。

硬质涂层：按其材料类别被细分为陶瓷以及金属间化合物两类

热防护涂层：热防护涂层通常是由一层金属涂层和一层氧化物热防护层组成的复合涂层防腐涂层:陶瓷材料涂层、高分子材料涂层、阳极防护性涂层

集成电路：薄膜集成电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度在１微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路存储：复合磁头和薄膜磁头磁记录介质薄膜

有机电致发光薄膜OLED：平板显示

氧化物半导体敏感薄膜SnO2, TiO2, Fe3O4:高灵敏度气体传感器

力敏、磁敏金属薄膜FeSiB：微压力、震动、力矩、速度、加速度传感器