薄膜材料与薄膜技术复习资料22084
薄膜材料与薄膜技术答案
薄膜材料与薄膜技术答案薄膜材料与薄膜技术(答案)第一章真空技术基础1、膜的定义及分类。
答：当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜。
通常，膜可分为两类：（1）厚度大于1mm的膜，称为厚膜；（2）厚度小于1mm的膜，称为薄膜。
2、人类所接触的真空大体上可分为哪两种？答：（1）宇宙空间所存在的真空，称之为“自然真空”；（2）人们用真空泵抽调容器中的气体所获得的真空，称之为“人为真空”。
3、何为真空、绝对真空及相对真空？答：不论哪一种类型上的真空，只要在给定空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，均称之为真空。
完全没有气体的空间状态称为绝对真空。
目前，即使采用最先进的真空制备手段所能达到的最低压强下，每立方厘米体积中仍有几百个气体分子。
因此，平时我们所说的真空均指相对真空状态。
4、毫米汞柱和托？答：“毫米汞柱（mmHg）”是人类使用最早、最广泛的压强单位，它是通过直接度量长度来获得真空的大小。
1958 年，为了纪念托里拆利，用“托（Torr）”，代替了毫米汞柱。
1 托就是指在标准状态下，1 毫米汞柱对单位面积上的压力，表示为1Torr=1mmHg。
5、真空区域是如何划分的？答：为了研究真空和实际使用方便，常常根据各压强范围内不同的物理特点，把真空划分为以下几个区域：（1）粗真空：l´105 ~ l´102 Pa，（2）低真空：l´102 ~ 1´10-1Pa，（3）高真空：l´10-1 ~ 1´10-6Pa和（4）超高真空：< 1´10-6Pa。
6、真空各区域的气体分子运动规律。
答：（1）粗真空下，气态空间近似为大气状态，分子仍以热运动为主，分子之间碰撞十分频繁；（2）低真空是气体分子的流动逐渐从黏滞流状态向分子状态过渡，气体分子间和分子与器壁间的碰撞次数差不多；（3）高真空时，气体分子的流动已为分子流，气体分子与容器壁之间的碰撞为主，而且碰撞次数大大减少，在高真空下蒸发的材料，其粒子将沿直线飞行；（4）在超高真空时，气体的分子数目更少，几乎不存在分子间的碰撞，分子与器壁的碰撞机会也更少了。
薄膜材料与薄膜技术复习
薄膜材料与薄膜技第一章1. 真空度划分：粗真空：105-10 2Pa 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 jT R D 测量范围105--- 10-2Pa 热偶真空计：压强越低，电动势越高（p ji ?）测量范围102― 10-1 Pa 电离真空计：三种（BA型、热阴极、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。
薄膜材料与薄膜技术复习资料
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、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。
薄膜材料与薄膜技术
薄膜材料与薄膜技术薄膜材料是一种在工业和科学领域中广泛应用的材料，其厚度通常在纳米至微米级别。
薄膜技术则是制备、处理和应用薄膜材料的技术，涉及物理、化学、材料科学等多个领域。
薄膜材料的研究和应用已经深入到电子、光学、能源、生物医学等各个领域，成为现代科技发展的重要组成部分。
一、薄膜材料的分类根据材料的性质和制备方法，薄膜材料可以分为多种类型。
常见的薄膜材料包括金属薄膜、半导体薄膜、聚合物薄膜等。
金属薄膜通常具有良好的导电性和热导性，常用于电子器件的制备；半导体薄膜则是制备光电器件的重要材料；而聚合物薄膜则具有良好的柔韧性和可塑性，被广泛应用于包装材料、传感器等领域。
二、薄膜技术的发展随着科学技术的不断进步，薄膜技术也在不断发展。
目前，常见的薄膜制备技术包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、溶液法等。
这些技术各有特点，可以制备不同性质的薄膜材料，满足不同领域的需求。
同时，随着纳米技术的发展，越来越多的纳米薄膜材料被制备出来，开拓了新的应用领域。
三、薄膜材料的应用薄膜材料在电子、光学、能源、生物医学等领域都有着重要的应用。
在电子领域，薄膜材料被广泛应用于集成电路、平板显示器、太阳能电池等器件中，发挥着重要作用；在光学领域，薄膜材料被用于制备光学薄膜、反射镜等光学器件；在能源领域，薄膜太阳能电池、燃料电池等也在逐渐成为发展的热点；在生物医学领域，生物传感器、药物传递系统等也离不开薄膜材料的支持。
四、薄膜技术的未来发展随着科技的不断进步，薄膜技术也在不断创新。
未来，随着人工智能、大数据、物联网等新兴技术的发展，薄膜材料的应用领域将会更加广泛，薄膜技术也将迎来新的发展机遇。
同时，随着环境保护意识的增强，绿色环保的薄膜材料和技术也将得到更多关注和应用。
薄膜材料与薄膜技术作为现代科技的重要组成部分，对于推动科技进步、促进产业发展、改善人类生活质量都起着重要作用。
我们期待着薄膜材料与薄膜技术在未来能够取得更大的突破和发展，为人类社会的发展作出更大的贡献。
薄膜材料与薄膜技术复习资料22084
1.为了研究真空和实际使用方便，根据各压强范围内不同的物理特点，把真空划分为粗真空，低貞•空, 高真空 , 超髙氏空四个区域。
2.在髙真空真空条件下，分子的平均自由程可以与容器尺寸相比较。
3.列举三种气体传输泵旋转式机械真空泵，油扩散泵和复合分子泵。
4•真空计种类很多，通常按测量原理可分为绝对貞•空汁和相对真空讣。
5.气体的吸附现象可分为物理吸附和化学吸附。
6.化学气相反响沉积的反响器的设计类型可分为常压式，低压式，热壁式和冷壁式。
7.电镀方法只适用于在导电的基片上沉积金属和合金,薄膜材料在电解液中是以正离子的形式存在。
制备有序单分子膜的方法是_ LB技术°&不加任何电场，直接通过化学反响而实现薄膜沉积的方法叫化学镀09.物理气相沉积过程的三个阶段：从材料源中发射出粒子,粒子运输到基片和粒子在基片上凝聚、成核、长大、成膜。
10.溅射过程中所选择的工作区域是异常辉光放电，基板常处于负辉光区,阴极和基板之间的距离至少应是_克鲁克斯暗区宽度的3-4倍。
11.磁控溅射具有两大特点是可以在较低压强下得到较高的沉积率和可以在较低基片温度下获得高质量薄膜。
12.在离子镀成膜过程中，同时存在吸附和脱附作用,只有当前者超过后者时，才能发生薄膜的沉积。
13.薄膜的形成过程一般分为：凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。
14.原子聚集理论中最小稳左核的结合能是以原子对结合能为最小单位不连续变化的。
15.薄膜成核生长阶段的高聚集来源于：髙的沉积温度、气相原子的高的动能、气相入射的角度增加。
这些结论假设凝聚系数为常数，基片具有原子级别的平滑度。
16.薄膜生长的三种模式有岛状、层状、层状-岛状°17.在薄膜中存在的四种典型的缺陷为：点缺陷、位错、晶界和层错o列举四种薄膜组分分析的方法：X射线衍射法、电子衍射法、扫描电子显微镜分析法和俄歇电子能谱法。
19.红外吸收是由引起业生变化的分子振动产生的，而拉曼散射那么是由引起极化率变化的分子振动产生的。
薄膜技术与薄膜材料复习重点
薄膜技术与薄膜材料复习重点薄膜技术与薄膜材料一.考试题型名词解释（10*2=20）判断题（10*1=10）多项选择题（8*2=16）简答题( 5*8=40) 论述题（1*14=14）二.重点1.薄膜的定义2.气体平均自由程3.真空泵的种类4.真空的测量、真空度有哪些5.检漏技术有哪些6.CVD----定义、制备过程、条件、输入现象7.CVD反应动力学、热力学8.溶胶凝胶的基本概念、原理、水解与缩聚反应9.CVD的种类10.PVD---定义、原理11.真空蒸发的原理，镀膜过程12.热蒸发、饱和蒸汽压的定义13.阴影效应14.影响薄膜厚度均匀性的因素15.什么叫外延16.溅射法、能量传递过程、气体放电现象、辉光效应17.等离子体的定义18.影响产额（溅射）的因素19.磁控溅射的原理、过程、优缺点20.各类溅射法适用于制备何种材料21.什么叫靶材中毒22.薄膜的生长过程23.薄膜的生长过程的影响因素24.薄膜生长的三种形式25.薄膜中的热应力、生长应力分别是什么26.薄膜厚度的测量27.薄膜结构的表征方法，各类仪器的用途28.改善附着力的途径简答题（作业）1.请简述化学气相沉积的原理和主要过程。
化学气相沉积是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。
原理：在反应过程中，以气体形式提供构成薄膜的原料，反应尾气由抽气系统排出。
通过热能（辐射、传导、感应加热等）除加热基板到适当温度之外，还对气体分子进行激发、分解，促进其反应。
分解生成物或反应产物沉积在基板表面形成薄膜。
CVD法制备薄膜的过程——简化的四大过程①反应气体被基体表面吸附；②反应气体向基体表面扩散；③在基体表面发生反应；④气体副产品通过基体表面由内向外扩散而脱离表面。
2.在利用蒸发法制备薄膜时，影响薄膜厚度均匀性的因素有哪些，如何改善薄膜厚度均匀性？影响薄膜厚度均匀性的因素：薄膜沉积的方向性和阴影效应改善薄膜厚度均匀性的方法：1）加大蒸发源到衬底表面的距离，但此法会降低沉积速率及增加蒸发材料损耗；2）转动衬底；3）如果同时需要沉积多个样品、且每个样品的尺寸相对较小时，可以考虑用与圆相切的衬底放置方法来改善样品间薄膜厚度的差别。
薄膜材料与技术复习题
一、选择题:1、所谓真空, 是指：（）A.一定的空间内没有任何物质存在；B.一定空间内气压小于1个大气压时, 气体所处的物理状态；C、一定空间内气压小于1 MPa时, 气体所处的物理状态；D.以上都不对2.以下关于CVD特点的描述, 不正确的是: （）A.与溅射沉积相比, CVD具有更高的沉积速率；B、与PVD相比, CVD沉积绕射性较差, 不适于在深孔等不规则表面镀膜；C.CVD的沉积温度一般高于PVD方法；D.CVD沉积获得的薄膜致密、结晶完整、表面平滑、内部残余应力低3.关于气体分子的平均自由程, 下列说法不正确的是: （）A.气压越高, 气体分子的平均自由程越小；B.真空度越高, 气体分子的平均自由程越长；C.温度越高, 气体分子的平均自由程越长；D.气体分子的平均自由程与温度、压力无关, 取决于气体种类4、下列PECVD装置中, 因具有放电电极而存在离子轰击、弧光放电所致的电极损坏潜在风险和电极材料溅射污染薄膜问题的是：（）A.电容耦合型；B.电感耦合型；C.微波谐振型；D.以上都不对5、按真空区域的工程划分, P = 10-4 Pa时, 属于（）区域, 此时气体分子的运动以（）为主。
A.粗真空；B.低真空；C.高真空；D.超高真空；E、粘滞流；F、分子流；G、粘滞-分子流H、Poiseuille流6、下列真空计中, （）属于绝对真空计。
A.热偶真空计；B.电离真空计；C、Pirani真空计；D、薄膜真空计7、CVD沉积薄膜时, 更容易获得微晶组织薄膜的方法是：（）A.低温CVD；B.中温CVD；C.高温CVD；D.以上都不对8、下列真空泵中, （）属于气体输运泵。
A.旋片式机械泵；B、油扩散泵；C、涡轮分子泵；D、低温泵9、低温CVD装置一般指沉积温度<（）的CVD装置。
A.1000℃；B.500℃；C.900℃；D.650℃10、下列关于镍磷镀技术的说法中, 正确的是: （）A.所获得的镀层含有25wt%左右的P而非纯Ni, 所以也称NiP镀；B、低P含量的镍磷镀镀层致密, 硬度可达到与电镀硬Cr相当的水平；C.高P含量的镍磷镀镀层无磁性；D.可直接在不具有导电性的基体上镀膜11.关于LPCVD方法, 以下说法中正确的是: （）A、低压造成沉积界面层厚度增加, 因此薄膜沉积速率比常压CVD更低；B.低压造成反应气体的扩散系数增大；C.低压导致反应气体的迁移运动速度增大；D.薄膜的污染几率比常压CVD更低12.气相沉积固态薄膜时, 根据热力学分析以下说法中不正确的是: （）A.气相过饱和度越大, 固态新相形核能垒越低；B.气相过饱和度越大, 固态新相形核能垒越高；C、气相过饱和度越大, 固态新相临界晶核尺寸越大；D.固态新相的形核能垒和临界晶核尺寸只取决于沉积温度（过冷度）13、溅射获得的气相沉积原子是高能离子轰击靶材后, 二者通过级联碰撞交换能量的结果, 因此入射离子能量（）时更容易发生溅射现象。
薄膜技术复习题
薄膜技术复习题
什么是薄膜技术？有哪些应用领域？薄膜技术是用各种方法将原料原子或分子沉积在基底上形成薄膜的一种技术。
其应用领域广泛，例如涂层、光学、电子、化学、生物、能源等领域。
薄膜技术有哪些基本分类？薄膜技术可以根据其方式和用途进行分类，基本分类包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、电镀、离子束沉积和溶液法等。
物理气相沉积是如何进行的？有哪些常见的物理气相沉积方法？物理气相沉积是通过远程或近程方式将原子或分子沉积在基底上，通常使用热蒸发、电子束蒸发、激光蒸发和离子束蒸发等方法进行。
什么是化学气相沉积？有哪些常见的化学气相沉积方法？化学气相沉积是通过化学反应将气态原料转化为沉积物，通常使用化学气相沉积、金属有机化学气相沉积和原子层沉积等方法。
薄膜技术在光学领域中的应用有哪些？薄膜技术在光学领域的应用包括反射镜、分光镜、滤光器、透镜、光学纤维、液晶显示器等。
其中，反射镜和分光镜是基于薄膜反射的原理制作的，滤光器则是利用多层薄膜堆叠吸收或反射光线的特性制作的。
薄膜材料与薄膜技术复习资料
薄膜：当固体或液体的一维线性尺度远小于它的 其他二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜。 厚度大于 1μm 的膜称为厚膜，厚度小于 1μm 的膜称为 薄膜。
一、真空的基础知识 （一）真空单位的换算 人 类 最 早 使 用 的 是 mmHg 为 压 强 单 位 。 1mmHg=1Torr，1Pa=1N/m2≈7.5×10-3mmHg。 1atm （ 标 准 大 气 压 ） =1.013 × 103mbar=760torr=1.013 ×105Pa （二）真空的划分 粗真空：1×105~1×102Pa 低真空：1×102~1×10-1Pa 高真空：1×10-1~1×10-6Pa 超高真空：＜1×10-6Pa （三）气体的吸附与脱附 吸附：固体表面捕获气体分子的现象，可分为物 理吸附和化学吸附。其中物理吸附没有选择性，任何 气体在固体表面均可发生物理吸附。 物理吸附：物理吸附主要靠分子间的相互吸引力 来实现。物理吸附的气体容易发生脱附，而且只在低 温下有效。 化学吸附：化学吸附发生在较高的温度下，与化 学反应类似，气体不易脱附，但只有当气体中的原子 和固体表面原子接触并形成化合键时才能产生吸附作 用。 脱附：气体脱附是吸附的逆过程。 真空中的吸附与脱附决定于气体压强、固体与气 体的化学活性、固体温度、固体表面平整度、清洁度 等。适当加热有助于物理脱附。气体的电离将加速吸 附过程，而活泼金属及活性气体则容易发生化学吸附。 （四）真空的获得 1.几种常见的真空泵：旋片式机械泵、油扩散泵、 分子筛吸附泵、钛升华泵、溅射离子泵、低温泵和罗 茨泵、涡轮分子泵。 2.旋片式机械泵： 工作过程：1 气体从入口进入转子和定子之间→2 偏轴转子压缩空气并输送到出口→气体在出口累积到 一定压强，喷出到大气。工作范围及特点：1、 Atmosphere to 10-3 torr、2 耐用，便宜由于泵的定子、 转子都浸入油中，每周期都有油进入容器，有污染。 要求机械泵油有低的饱和蒸汽压、一定润滑性、黏度 和高稳定性。 3. 油扩散泵：加热油从喷嘴高速喷出，气体分 子与油分子碰撞实现动量转移，向出气口运动，或溶 入油中，油冷凝后，重新加热时，排出溶入的气体，
《薄膜材料与技术》复习资料总结
《薄膜材料与技术》复习资料总结【讲义总结】1.真空区域的划分：①粗真空(1x105~1x102Pa)。
在粗真空下，气态空间近似为大气状态，分子以热运动为主，分子间碰撞十分频繁；②低真空(1x102~1x10-1)。
低真空时气体分子的流动逐渐从黏滞流状态向分子流状态过度，此时气体分子间碰撞次数与分子跟器壁间碰撞次数差不多；③高真空(1x10-1~1x10-6)。
当达到高真空时，气体分子的流动已经成为分子流状态，以气体分子与容器壁间的碰撞为主，且碰撞次数大大减小，蒸发材料的粒子沿直线飞行；④超高真空(＜1x10-6)。
达到超高真空时，气体分子数目更少，几乎不存在分子间碰撞，分子与器壁的碰撞机会更少。
2.获得真空的主要设备：旋片式机械真空泵，油扩散泵，复合分子泵，分子筛吸附泵，钛生化泵，溅射离子泵和低温泵等，其中前三种属于气体传输泵，后四种属于气体捕获泵，全为无油类真空泵。
3.输运式真空泵分为机械式气体输运泵和气流式气体输运泵。
4.极限压强：指使用标准容器做负载时，真空泵按规定的条件正常工作一段时间后，真空度不再变化而趋于稳定时的最低压强。
5.凡是利用机械运动来获得真空的泵称为机械泵，属于有油类真空泵。
6.旋片式真空泵泵体主要由锭子、转子、旋片、进气管和排气管等组成。
7.真空测量：指用特定的仪器和装置，对某一特定空间内的真空度进行测定。
这种仪器或装置称为真空计。
按测量原理分为绝对真空计和相对真空计。
8.物理气相沉积：是利用某种物理过程实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。
特点：①需要使用固态或熔融态的物质作为沉积过程的源物质；②源物质通过物理过程转变为气相，且在气相中与衬底表面不发生化学反应；③需要相对较低的气体压力环境，这样其他气体分子对于气相分子的散射作用较小，气相分子的运动路径近似直线；④气相分子在衬底上的沉积几率接近100%。
在物理气相沉积技术中最基本的两种方法是蒸发法和溅射法。
9.蒸发沉积薄膜纯度取决于：①蒸发源物质的纯度；②加热装置、坩埚等可能造成的污染；③真空系统中的残留气体。
薄膜技术期末复习资料
2、扩散泵必须与机械泵配合使用才能组成高真空系统，单独使用扩散泵时没有抽气作用的
3、分子泵时靠高速转动的转子碰撞气体并把它趋向排气口，由前级泵抽走，而使被抽容器获得超高真空的一种机械真空泵。
4、罗茨泵必须和前级泵串联使用。
例如：罗茨泵不能单独使用，既不能常压启动，需串联一个前级机械泵，当前级的泵抽到一定压强后，罗茨泵才能启动，在前级泵的基础上罗茨泵可以提高数量级。串联后组成的联合泵可以把真空度提高几个数量级。真空可划分为粗真空、高真空。而真空的获取需一级一级分级获得。
C、蒸发源材料的要求：a)、熔点高，b）饱和蒸汽压低，c)、化学性能稳定d）、具有良好的耐热性，热源变化时，功率密度变化较小，e）、原材料丰富，经济耐用
电子束蒸发源
I、工作原理：阴极灯丝发射电子后，受阳极的吸引而被加速，获得动能后轰击处于阳极的蒸发材料上，使蒸发材料加热气化，实现镀膜。
优缺点：A、电子束能流密度高，能胜任高熔点材料的温度，B、镀料放在水冷坩埚内，避免了容器材料与镀料之间的反应，从而提高了膜的纯度，C、热量可直接打到蒸镀材料表面，热效率高，热传导和热辐射损失少。
、没有冷却水，油分子不能及时冷却，返回泵底，影响抽速，甚至抽不上去，还可能返油到真空室中污染。
C、分子泵和罗茨泵
1、分子泵的原理：类似于精密的电风扇，靠高速旋转的叶片对气体施加作用力，并使气体分子向特定的方向运动而实现高真空。
分子泵的特点：启动迅速，噪声小，运行平稳，抽速大，无需任何工作液体。
2、罗茨泵（10-4）的原理：又称机械增压泵，既应用分子泵的原理，又利用油封机械泵的变容积原理。
2、三极溅射：由热阴极发射电子来维持放电，同时使靶电位低于等离子体电位，阳极和基板支架分离，阴极和靶分离。
薄膜材料与薄膜技术复习资料
填空题1.真空区域的划分粗真空：Pa 25101~101⨯⨯ 低真空：Pa 1-2101~101⨯⨯ 高真空：Pa 6-1-101~101⨯⨯超高真空：Pa 6-101⨯〈2.分子泵分为牵引泵、涡轮分子泵和复合分子泵 注：涡轮分子泵：抽气能力高 牵引分子泵：压缩比大，结构简单，转速较小3.电阻真空计：真空室的压强和灯丝电阻之间存在关系：P ↓→R ↑, 测量范围Pa 2510~10-热偶真空计：气体压强与热电偶电动势之间存在关系：↑-↓εP 测量范围Pa 121010-- 5、电离真空计包含类型：热阴极电离真空计冷阴极电离真空计BA 式电离真空计 A ：灯丝 （发射极）F ：栅极（加速极） G ：收集极6、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7.化学气相沉积方法得到的膜的性质取决于气体的种类和沉积条件（如温度）等 9用于制备各薄膜的化学气相沉积涉及三个基本过程：反应物的输运过程，化学反应过程，去除反应副产品过程10化学气相沉积过程中所经常遇到的一些典型反应有：分解反应、还原反应、氧化反应、氮化反应、碳化反应和化合反应等11PECVD定义：等离子体中电子平均能量（1~20ev），利用等离子体使大多数气体电离或分解的化学气相沉积应用：可以沉积各种材料包括：SiO2、Si3N4、非晶si：H、多晶si、sic等介电和半导体12电镀：在水溶液中，离子被溶入到薄膜以前经历了一下一系列过程去氢放电表面扩散④成核结晶13电镀法制备薄膜性质取决于电解液、电极和电流密度优点：薄膜的生长速度较快基片可以是任意形状缺点：电镀过程难以控制14真空蒸发技术的方法有：电阻加热蒸发，闪烁蒸发，电子束蒸发，激光熔融蒸发，弧光蒸发，射频加热蒸发等16、离子镀集气体辉光放电、等离子体技术、真空蒸发技术于一身，大大改善了薄膜的性能，兼有真空蒸发镀膜和溅射的优点。
17、外延生长的主要技术有分子束外延（MBE）、液相外延（LPE)、热壁外延（HWE)和金属有机物化学气相沉积（MOCVD）。
薄膜物理与技术复习题
《薄膜物理与技术》1、薄膜的定义2、薄膜的制备方法3、真空的定义及性质（理想气体状态方程）4、真空的单位5、真空区域的划分6、气体的三种速度分布（最可几速度、平均速度、均方根速度）意义7、平均自由程的定义及计算8、余弦散射定律及意义9、确定真空系统所能达到的真空度的方程10、主要真空泵的排气原理与工作范围11、几类真空计的工作原理与测量范围（填空或选择）12、真空蒸发镀膜的定义13、真空蒸发镀膜的基本过程14、蒸发速率的表达式及蒸发源温度变化引起蒸发速率的变化15、蒸发过程的几点假设16、几种最常用的蒸发源及膜厚分布状况17、蒸发源的类型18、电子束蒸发源中电子束的加热原理及特点19、高频感应蒸发源的特点20、合金的蒸发中组元金属的蒸发速率之比21、合金及化合物的蒸发方法22、特殊的蒸发方法23、膜厚的定义24、膜厚的测量方法（尤其是原理：石英晶体振荡法、电离式监控计法光干涉法）25、溅射镀膜的定义26、溅射镀膜的优点及缺点27、直流辉光放电的区域28、辉光放电过程中，如何确定阴极与阳极之间的距离29、射频放电的频率30、溅射阈值、溅射率、溅射过程31、溅射的两种理论32、溅射镀膜的类型（重点为二极式、磁控式、射频式）33、离子镀膜的定义34、离子镀膜的成膜条件（公式的计算）35、离子镀膜的特点36、离子轰击的作用37、离子镀的类型（活性反应离子镀、射频离子镀）38、化学气相沉积的定义39、C VD的装置组成40、C VD反应的类型41、C VD法制备薄膜的过程42、C VD的特点43、C VD反应体系的条件44、低压化学气相沉积的原理45、等离子体化学气相沉积（定义及原理）46、等离子体的作用47、有机金属化学气相沉积、光CVD、电子回旋共振等离子体沉积48、溶液镀膜法的定义49、化学镀的定义及原理50、化学镀与化学沉积的异同点51、如何进行化学镀镍、铜、银等金属52、溶胶－凝胶法制备薄膜的工艺（至少三种）53、阳极氧化法的定义及原理54、阳极氧化法中氧化物薄膜厚度的计算公式55、电镀的定义与原理56、电镀过程中补充电极附件区域的离子的方法57、对电镀层的要求58、L B制备的定义及原理59、L B膜的分类60、薄膜的形成与生长形式61、薄膜的结构类型62、薄膜的组织结构63、薄膜的缺陷1、填空：1×202、名词解释：3×63、简答题：4×54、问答题：7×35、计算题：9×1综合题：12×1下面是赠送的保安部制度范本，不需要的可以编辑删除谢谢！保安部工作制度一、认真贯彻党的路线、方针政策和国家的法津法规，按照####年度目标的要求，做好####的安全保卫工作，保护全体人员和公私财物的安全，保持####正常的经营秩序和工作秩序。
薄膜材料与技术复习题
1、所谓真空，是指：（ ）
A、一定的空间内没有任何物质存在；
B、一定空间内气压小于1个大气压时，气体所处的物理状态；
C、一定空间内气压小于1 MPa时，气体所处的物理状态；
D、以上都不对
2、以下关于CVD特点的描述，不正确的是：（ ）
A、与溅射沉积相比，CVD具有更高的沉积速率；
B、与PVD相比，CVD沉积绕射性较差，不适于在深孔等不规则表面镀膜；
30、气压P= 8.0×10-7torr时，相当于P= （ ）Pa、（ ）atm或（ ）bar，此时的真空状态属于（ ）区域，气体分子运动具有（ ）特征。
A、1.07×10-4；B、6.00×10-9；C、1.05×10-9；D、6.08×10-4；
E、1.07×10-9；F、6.00×10-4；G、粗真空；H、低真空；
A、以下关于PECVD的说法中，正确的是：（ ）
A、PECVD沉积薄膜的质量优于传统CVD；
B、PECVD的设备成本较高；
C、PECVD属于低温沉积，所获薄膜内应力小、不易破损；
D、PECVD在工业领域应用的广泛程度已超过各种普通CVD方法。
A、阿斯顿暗区； B、阴极暗区； C、法拉第暗区； D、阳极暗区；
E、阴极辉光区； F、负辉光区； G、正辉光区； H、阳极辉光区
17、下列蒸发物质中：（ ）属于易升华材料；（ ）能够在1000℃以下温度实现蒸发；蒸发温度最高的是（ ）。
A、Ti； B、Al； C、Zn； D、W； E、石墨； F、Mo； G、Co； H、Cu
C、CVD的沉积温度一般高于PVD方法；
D、CVD沉积获得的薄膜致密、结晶完整、表面平滑、内部残余应力低
3、关于气体分子的平均自由程，下列说法不正确的是：（ ）
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1.为了研究真空和实际使用方便，根据各压强范围内不同的物理特点，把真空划分为粗真空，低真空，高真空，超高真空四个区域。
2.在高真空真空条件下，分子的平均自由程可以与容器尺寸相比拟。
3.列举三种气体传输泵旋转式机械真空泵，油扩散泵和复合分子泵。
4.真空计种类很多，通常按测量原理可分为绝对真空计和相对真空计。
5.气体的吸附现象可分为物理吸附和化学吸附。
6.化学气相反应沉积的反应器的设计类型可分为常压式，低压式，热壁式和冷壁式。
7.电镀方法只适用于在导电的基片上沉积金属和合金，薄膜材料在电解液中是以正离子的形式存在。
制备有序单分子膜的方法是LB技术。
8.不加任何电场，直接通过化学反应而实现薄膜沉积的方法叫化学镀。
9.物理气相沉积过程的三个阶段：从材料源中发射出粒子，粒子运输到基片和粒子在基片上凝聚、成核、长大、成膜。
10.溅射过程中所选择的工作区域是异常辉光放电，基板常处于负辉光区，阴极和基板之间的距离至少应是克鲁克斯暗区宽度的3-4倍。
11.磁控溅射具有两大特点是可以在较低压强下得到较高的沉积率和可以在较低基片温度下获得高质量薄膜。
12.在离子镀成膜过程中，同时存在吸附和脱附作用，只有当前者超过后者时，才能发生薄膜的沉积。
13.薄膜的形成过程一般分为：凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。
14.原子聚集理论中最小稳定核的结合能是以原子对结合能为最小单位不连续变化的。
15.薄膜成核生长阶段的高聚集来源于：高的沉积温度、气相原子的高的动能、气相入射的角度增加。
这些结论假设凝聚系数为常数，基片具有原子级别的平滑度。
16.薄膜生长的三种模式有岛状、层状、层状-岛状。
17.在薄膜中存在的四种典型的缺陷为：点缺陷、位错、晶界和层错。
18.列举四种薄膜组分分析的方法：X射线衍射法、电子衍射法、扫描电子显微镜分析法和俄歇电子能谱法。
19.红外吸收是由引起偶极矩变化的分子振动产生的，而拉曼散射则是由引起极化率变化的分子振动产生的。
由于作用的方式不同，对于具有对称中心的分子振动，红外吸收不敏感，拉曼散射敏感；相反，对于具有反对称中心的分子振动，红外吸收敏感而拉曼散射不敏感。
对于对称性高的分子振动，拉曼散射敏感。
20.拉曼光谱和红外吸收光谱是测量薄膜样品中分子振动的振动谱，前者是散射光谱，而后者是吸收光谱。
21.表征溅射特性的主要参数有溅射阈值、溅射产额、溅射粒子的速度和能量等。
什么叫真空？写出真空区域的划分及对应的真空度。
真空，一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。
粗真空 105～102Pa 粘滞流，分子间碰撞为主低真空 102～10-1 Pa 过渡流高真空 102～10-1 Pa分子流，气体分子与器壁碰撞为主超高真空 10-5～10-8 Pa气体在固体表面吸附滞留为主极高真空 10-8 Pa 以下·什么是真空蒸发镀膜法？其基本过程有哪些？真空蒸发镀膜是在真空中通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，由三个步骤组成：蒸发源材料由凝聚相转变成气相，在蒸发源与基片之间蒸发粒子的运输，蒸发粒子到达基片后凝结、成核、长大、成膜。
·什么是溅射镀膜？列举常见的溅射镀膜的类型（至少三种）。
用带电粒子轰击靶材，加速的离子轰击固体表面时，发生表面原子碰撞并发生能量和动量的转移，使靶材原子从表面逸出并淀积在衬底材料上的过程。
辉光放电直流溅射、三级溅射、射频溅射·简述正常辉光放电和异常辉光放电的特征。
在正常辉光放电时，放电仅仅覆盖阴极的一部分表面，随着放电电流变化，覆盖面也变化，但两极间电压不随电流变化。
在异常辉光放电时，放电已经覆盖阴极表面的全部，电流变化会导致电流密度变化，必须有比最合适条件高的放电电压。
·磁控溅射为什么具有“低温”、“高速”两大特点？磁控溅射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电子对工作气体的电离几率和有效的利用了电子的能量。
因此是正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。
同时受正交电磁场的束缚电子又只能在其能量要耗尽时才沉积在基片上。
所以磁控溅射具有“低温”“高速”这两大特点。
·简述核形成与生长的物理过程。
在基底表面上吸附的气相原子凝结之后，吸附原子在其表面上扩散迁移而形成晶核。
晶核再结合其他吸附气体原子逐渐长大，最后便形成了薄膜。
因此薄膜的形成是由成核开始的，由核生长而形成薄膜。
·简述离子轰击的作用有哪些？（至少三点）1. 离子溅射对基片表面产生清洗作用2. 产生缺陷作用3. 破坏表面结晶结构4. 改变表面形貌5. 离子掺入6. 温度升高7. 表面成分变化·简述薄膜生长阶段及各阶段的特点。
1）首先形成无序分布的三维核，然后少量的沉积物迅速达到饱和密度，这些核随后形成所观察到的岛，岛的形状由界面能和沉积条件决定。
整个生长过程受扩散控制，即吸附和亚临界原子团在基片表面扩散并被稳定岛俘获。
（2）当岛通过进一步沉积而增大尺寸时，岛彼此靠近，大岛似乎以合并小岛而生长。
岛密度以沉积条件决定的速率单调减少。
这一阶段（称为合并阶段I）涉及岛间通过扩散实现可观的质量传递。
（3）当岛分布达到临界状态时，大尺寸岛的迅速合并导致形成联通网络结构，岛将变平以增加表面覆盖度。
这个过程（称合并阶段II）开始时很迅速，一旦形成网络便很快慢下来。
网络包含大量的空隧道，在外延生长情况下，这些隧道是结晶学形貌中的孔洞。
（4）生长的最后阶段是需要足够量的沉积物缓慢填充隧道过程。
不管大面积空位在合并形成复合结构的何处形成，都有二次成核发生。
这一二次成核随着进一步沉积，一般缓慢生长和合并。
·简述薄膜生长的三种模式及生长条件。
（l）岛状模式。
当最小的稳定核在基片上形成就会出现岛状生长，它在三维尺度生长，最终形成多个岛。
当沉积物中的原子或分子彼此间的结合较之与基片的结合强很多时，就会出现这种生长模式。
（2）单层模式。
在单层生长模式中，最小的稳定核的扩展以压倒所有其他方式出现在二维空间，导致平面片层的形成，在这一生长模式中，原子或分子之间的结合要弱于原子或分子与基片的结合。
第一个完整的单层会被结合稍松弛一些的第二层所覆盖。
只要结合能的减少是连续的，直至接近体材料的结合能值，单层生长模型便可自持。
（3）层岛复合模式。
层岛模式是上述两种模式的中间复合。
在这种模式中，在形成一层或更多层以后，随后的层状生长变得不利，而岛开始形成。
从二维生长到三维生长的转变，人们还未认识清楚其缘由，但任何干扰层状生长结合能特性的单调减小因素都可能是出现层岛生长模式的原因。
·简述薄膜组分及结构表征的主要分析方法。
X射线衍射方法、低能电子衍射和反射式高能电子衍射X射线能量色散谱、俄歇电子能谱、X射线光电子能谱、卢瑟福背散射技术、二次离子质谱化学气相沉积化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。
1.激光化学气相沉积反应由激光激发的化学气相沉积方法。
1.电镀电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。
1.化学镀化学镀也称无电解镀或者自催化镀，是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
1.LB技术LB膜技术在适当的条件下，不溶物单分子层可以通过特定的方法转移到固体基底上，并且基本保持其定向排列的分子层结构。
1.金属有机化学气相沉积金属有机化学气相沉积法是在基板上成长半导体薄膜的一种方法。
1.真空蒸镀真空蒸镀是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。
1.溅射用带电粒子轰击靶材，加速的离子轰击固体表面时，发生表面原子碰撞并发生能量和动量的转移，使靶材原子从表面逸出并淀积在衬底材料上的过程。
1.离子镀离子镀在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离，并在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，将蒸发物质或其反应物沉积在基片上的方法。
1.分子束外延在超高真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸气，经小孔准直后形成的分子束或原子束，直接喷射到适当温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。
1.卢瑟福背散射（RBS）通过将一束确定能量的高能离子束（通常是质子或α粒子）打到待分析材料上，检测背向反射的离子的能量，即可确定靶原子的种类、浓度和深度分布。
1.X射线光电子谱（XPS）以X射线为激发光源的光电子能谱1.俄歇电子谱（AES）俄歇电子能谱(AES、Auger)是一种利用高能电子束为激发源的表面分析技术. AES分析区域受激原子发射出具有元素特征的俄歇电子。
红外吸收和拉曼散射红外吸收是指物质对红外光的吸收。
拉曼散射指光波在被散射后频率发生变化的现象。
•描述旋片式机械泵、复合分子泵、油扩散泵、低温泵的工作原理及范围。
旋片式机械泵：转子带动叶片转动，当叶片处于入口时，叶片从转子中伸出最长，此时，介质进入，随着转子的旋转，叶片将逐渐缩短，叶片与泵体的空间也将越来越小，直逼出口，最终将介质送出。
复合式分子泵的形式很多，按结构分，主要有两种：一种是涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合；另一种是涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合。
涡轮级主要用来提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的叶片形状，级数在l0级以内。
牵引级主要用来增加泵的压缩比，提高泵的出口压力。
油扩散泵所使用的任何泵油，都是蒸气压不同的多组分的混合物。
因此，要提高油扩散泵的抽气和真空性能，泵在工作中自身还要对泵油进行分馏和净化。
分馏目的是使高蒸气压组分的油不进入高真空工作喷嘴（高真空端的喷嘴）；净化目的是使高蒸气压组分的油在工作过程中不断为前级泵所抽除，使油逐渐趋于纯净.低温泵内设有由液氦或制冷机冷却到极低温度的冷板。
它使气体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的极限压力，从而达到抽气作用。
•描述测量高、低真空的电离规、电阻规和热偶规的原理和使用范围。
电阻规：当给热丝加恒定的电流时，由于气压不同通过气体传导走的热量不同，热丝所保持的温度就不同，这导致热丝电阻大小不同，通过测量热丝电阻大小就可以推算气压大小。
测量范围一般在0.1Pa至1000Pa。
电离规：由热阴极即灯丝发射电子，电离真空中的气体分子，产生离子，由收集极收集产生的离子，形成离子电流，通过测量离子电流的大小即可推算出真空中气体分子的密度，进而得到气压大小。
测量范围一般为1.0E-05Pa至0.1Pa。
热偶规：直接测量热比的温度变化。
测量范围一般与在0.1Pa至1000Pa。