第6章 金属薄膜材料
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第6章 界面特性
为了尽可能形成低能晶界， 为了尽可能形成低能晶界，在晶界过渡区中： 在晶界过渡区中：
通过改变晶格常数大小， 通过改变晶格常数大小，使两边原子得到匹配； 使两边原子得到匹配；
形成一定数目的失配位错， 形成一定数目的失配位错，使其两边原子获得匹配。 使其两边原子获得匹配。即尽可能通过 原子有序排列的过渡形成低能晶界。 原子有序排列的过渡形成低能晶界。
陶瓷中的晶界偏析现象 压电陶瓷制备的电压敏传感器，其灵敏度与 ZnO压电陶瓷制备的电压敏传感器， 电压的非线性对应关系是由在晶界区偏析出的 尖晶石等晶界相和偏析的钴、锰等元素决定。 锰等元素决定。 Bi2O3尖晶石等晶界相和偏析的钴、 偏析区约1~2nm。
2. 晶界的一般特征
多晶体中的晶界大都是大角度晶界。 多晶体中的晶界大都是大角度晶界。
在一般情况下， 在一般情况下，我们只考虑偏析发生在表面很薄的范围内， 我们只考虑偏析发生在表面很薄的范围内，这 属于平很偏析， 属于平很偏析，产生平衡偏析的动力是减小比表面能使系统的 自由能达到最小。 自由能达到最小。在统计热力学中， 在统计热力学中，在计算自由能时， 在计算自由能时，一般只 考虑表面积， 考虑表面积，而没有考虑表面的厚度。 而没有考虑表面的厚度。 实际上观察到的偏析范围较宽， 实际上观察到的偏析范围较宽，
（2）薄膜内表面偏析 羟基磷灰石陶瓷涂层溶解度较大， 羟基磷灰石陶瓷涂层溶解度较大，影响了植入材料的长效性。 影响了植入材料的长效性。 Ca5(PO4)3F有较小的溶解度， 有较小的溶解度，但F离子含量太高， 离子含量太高，生物活性不佳。 生物活性不佳。 涂层以Ca5(PO4)3(OH)1-xFx形式存在， 形式存在，并呈氟梯度分布为最理想。 并呈氟梯度分布为最理想。
偏析的自发趋势： 偏析的自发趋势：一般来说，晶界结构比晶内松散，具有一定的表面 界面效应，且晶界结构缺陷比晶内多，溶质原子（离子）处在晶内的 能量比处在晶界的能量要高，所以溶质原子有自发向晶界偏聚的的趋 势，这就会发生晶界偏析，使系统能量降低。
薄膜材料的表征方法
衰减,衰减部分转变为热、光、X射线、二次电子等.
6.2 薄膜形貌的表征方法 电子束与固体样品作用时产生的信号
6.2 薄膜形貌的表征方法
➢ 二次电子：外层价电子激发SEM ➢ 背散射电子：被反弹回来的一部分入射电子 S
EM ➢ 透射电子TEM
➢ 俄歇电子：内层电子激发AES,表面层成分分析
6.2 薄膜形貌的表征方法
6.3 薄膜结构的表征方法
6.3.1 X射线衍射法 －－ 物相定性分析
材料的成份和组织结构是决定其性能的基本因素,化学分析能给 出材料的成份,金相分析能揭示材料的显微形貌,而X射线衍射分 析可得出材料中物相的结构及元素的存在状态.因此,三种方法不 可互相取代.
物相分析不仅能分析化学组成,更重要的是能给出元素间化学结 合状态和物质聚集态结构.
质量的方法,甚至可以将薄膜厚度的测量精度提高至低于一个 原子层的高水平.
6.1.2 薄膜厚度的机械测量方法
6.1.2.2 石英晶体振荡器法 基于适应晶体片的固有振动频率随其质量的变化而变化的物
理现象. 使用石英晶体振荡器测量薄膜厚度需要注意两个问题:
一,石英晶体的温度变化会造成其固有频率的漂移； 二,应采用实验的方法事先对实际的沉积速度进行标定. 在大多数的情况下,这种方法主要是被用来测量沉积速度. 将其与电子技术相结合,不仅可实现沉积速度、厚度的检测,还 可反过来控制物质蒸发或溅射的速率,从而实现对于薄膜沉积 过程的自动控制.
垂直入射的单色光的反射率随着薄膜的光学厚度n1h的变化而发 生振荡.
当n1> n2n2＝1.5,相当于玻璃时,反射极大的位置： h = 2m+1λ/4n1
对于n1< n2,反射极大的条件变为： h = m+1λ/2n1
6.2 薄膜形貌的表征方法 电子束与固体样品作用时产生的信号
6.2 薄膜形貌的表征方法
➢ 二次电子：外层价电子激发SEM ➢ 背散射电子：被反弹回来的一部分入射电子 S
EM ➢ 透射电子TEM
➢ 俄歇电子：内层电子激发AES,表面层成分分析
6.2 薄膜形貌的表征方法
6.3 薄膜结构的表征方法
6.3.1 X射线衍射法 －－ 物相定性分析
材料的成份和组织结构是决定其性能的基本因素,化学分析能给 出材料的成份,金相分析能揭示材料的显微形貌,而X射线衍射分 析可得出材料中物相的结构及元素的存在状态.因此,三种方法不 可互相取代.
物相分析不仅能分析化学组成,更重要的是能给出元素间化学结 合状态和物质聚集态结构.
质量的方法,甚至可以将薄膜厚度的测量精度提高至低于一个 原子层的高水平.
6.1.2 薄膜厚度的机械测量方法
6.1.2.2 石英晶体振荡器法 基于适应晶体片的固有振动频率随其质量的变化而变化的物
理现象. 使用石英晶体振荡器测量薄膜厚度需要注意两个问题:
一,石英晶体的温度变化会造成其固有频率的漂移； 二,应采用实验的方法事先对实际的沉积速度进行标定. 在大多数的情况下,这种方法主要是被用来测量沉积速度. 将其与电子技术相结合,不仅可实现沉积速度、厚度的检测,还 可反过来控制物质蒸发或溅射的速率,从而实现对于薄膜沉积 过程的自动控制.
垂直入射的单色光的反射率随着薄膜的光学厚度n1h的变化而发 生振荡.
当n1> n2n2＝1.5,相当于玻璃时,反射极大的位置： h = 2m+1λ/4n1
对于n1< n2,反射极大的条件变为： h = m+1λ/2n1
第06章 薄膜晶体管的工作原理PPT演示课件
9
6.1 TFT的半导体基础
电导率
空穴和电子的速度：
vp = p E vn = n E 空穴和电子的电导率：
p = q p p n = q n n
（空穴） （电子）
（空穴Байду номын сангаас （电子）
电导率：反映半导体材料导电能力的物理量。
它由载流子密度和迁移率来决定。
10
6.1 TFT的半导体基础
Si
自由电子和空穴两
种载流子，它们都
SSi i
能参与导电。
空穴移动方向
电子移动方向
Si
Si
Si
Si
外电场方向
5
6.1 TFT的半导体基础
n型半导体和p型半导体
价电子填补空位
多余价电子
空穴
空位
Si
SP i
Si
Si
SB B i
Si
SSi i
Si
Si
自由电子的数量大大增加 N 型半导体
SSii
Si
Si
5.0x10-7
0.0
0
5
V GS4
饱和区
V GS3
V GS2
10
15
V (V) DS
V GS1 20
饱和区
沟道区
夹断
夹断区
24
6.4 薄膜晶体管的直流特性
线性区
Gradual channel approximation
Vg>0，电子积累，pn结反偏
源
栅
-漏
电流很小 关态
p+
p+
n type Si
衬底
17
6.2 MOS场效应晶体管
6.1 TFT的半导体基础
电导率
空穴和电子的速度：
vp = p E vn = n E 空穴和电子的电导率：
p = q p p n = q n n
（空穴） （电子）
（空穴Байду номын сангаас （电子）
电导率：反映半导体材料导电能力的物理量。
它由载流子密度和迁移率来决定。
10
6.1 TFT的半导体基础
Si
自由电子和空穴两
种载流子，它们都
SSi i
能参与导电。
空穴移动方向
电子移动方向
Si
Si
Si
Si
外电场方向
5
6.1 TFT的半导体基础
n型半导体和p型半导体
价电子填补空位
多余价电子
空穴
空位
Si
SP i
Si
Si
SB B i
Si
SSi i
Si
Si
自由电子的数量大大增加 N 型半导体
SSii
Si
Si
5.0x10-7
0.0
0
5
V GS4
饱和区
V GS3
V GS2
10
15
V (V) DS
V GS1 20
饱和区
沟道区
夹断
夹断区
24
6.4 薄膜晶体管的直流特性
线性区
Gradual channel approximation
Vg>0，电子积累，pn结反偏
源
栅
-漏
电流很小 关态
p+
p+
n type Si
衬底
17
6.2 MOS场效应晶体管
第6章离子镀膜ppt课件
3.离子能量
• 离子的溅射、沉积均与离子能量有关 ； • Vc为衬底阴极所加的负偏压，离子的平均
能量为eVc/10。当Vc为1~5kV时，离子的 平均能量为100~500 eV 。 • 这有沉积和溅射作用同时存在。 • D.G.Teer测出金属的离化率只有0.1~1%。
4.中性原子
• 受到碰撞的中性金属粒子的数量大约为金属离子数的20倍； • 但是，并非所有的高能中性原子都能到达基板。通常，约
Ei eUi ，其中Ui 是淀积离子的平均加速电压。
3.薄膜表面的能量活性系数
薄膜表面的能量活性系数 可由下式近似给出
(Wi Wv )/Wv (niEi nvEv )/ nvEv （4
当 nvEv niEi 时，可得
niEi eUi ( ni ) C Ui ( ni )
nvEv 3kTv / 2 nv Tv nv
•则
n 9.76 1016 / cm。2 s
• ②溅射剥离效应
• 设离子电流密度为j，则单位时间内轰击到基片表面的 离子数，溅射率为η，则单位时间内溅射的原子数nj,
nj
nj
103 j
1.6 1019
0.631016
j / cm2
s
• 式中，是一价正离子电荷量（只考虑一价正离子），j
是入射离子形成的电流密度。
• 与溅射镀膜，离子轰击靶（阴极）溅射出原子成膜。而离子镀中，离 子或中性原子直接在负高压（阴极）成膜。
6.2 离子镀的特点
(1）膜层附着性能好。 因为在离子镀过程中，利用辉光放电所产生的大量高能粒子对
基片表面产生阴极溅射效应，对基片表面吸附的气体和污物进行 溅射清洗，使基片表面净化，而且伴随镀膜过程这种净化清洗随 时进行，直至整个镀膜过程完成，这是离子镀获得良好附着力的 主要原因之一。
材料表界面 第六章 高分子材料的表面张力
6.3 表面张力与相对分子质量的关系
特例
聚乙二醇分子端基上的羟基之间发生氢键缔合作用，结果 使低聚物的性能变得像相对分子质量无穷大一样。
6.4 表面张力与分子结构的关系
等张比容经验公式：
摩尔体积
(P /V )4
等张比容
等张比容是与物质的分子结构密切有关的量，摩尔体积与物 质的密度有关，因而也与温度有关。因此，影响表面张力的两个 重要因素是温度和分子结构。
6.1 表面张力与温度的关系
利用表面张力与温度的线性关系，可间接地测试固态聚合物的 表面张力。--------第一种得到表面张力的方法
缺点： （1）没有考虑相 变的影响 （2）测试结果不 准确
6.1 表面张力与温度的关系
Macleod （麦克劳德）方程：
0 n log n log A
材料表界面课程主要内容
材料表界面
一、绪论
二、液体界面
三、固体表面 四、固液界面
表界面基础知识
五、表面活性剂
六、高分子材料的表面张力
七、聚合物的表面改性
八、金属材料的表面
九、无机非金属材料的表界面
十、复合材料的界面
第六章 高分子材料的表面张力
什么是高分子材料？
高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。
包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶材料在国民经济中的地位
高分子材料占飞机总重的65％。
（即使采用最轻铝/钛合金，其比重也大于2.7，而高分子材料的比重为1.5左右）
高分子材料的重要性
高分子材料表界面特性
高分子材料表界面特性
合成纤维 表面的染色
塑料表面 的喷金
高聚物对 其他材料 的粘接
如果使高聚物熔体在具有不同表 面能的表面上冷却，可得到结晶 度不同的表面，这类表面具有不 同的表面张力。
工学第六章薄膜工艺课件
约为10-3Torr，铝的密度2.7g/cm3，半径40cm，代入上式得：源自R d＝17.4埃 /min
作业
• 希望用一台单源蒸发台淀积Ga和Al的混合 物，如果淀积温度是1000℃，坩埚内的初 始混合物是1：1，两种成分黏滞系数都为1， 则蒸发初期膜的组成将是怎样？膜的组成 如何随时间变化？
1.4 物理淀积－溅射
简单平行板溅射系统腔体 晶片上形成薄膜。
离子入射到到晶片表面时，可能产生的结果
反射：入射离子能量很 低；
吸附：入射离子能量小 于10eV； 离子注入：入射离子能 量大于10KeV； 溅射：入射离子能量为 10 － 10KeV 。 一 部 分 离 子能量以热的形式释放； 一部分离子造成靶原子 溅射。
高真空
10-8 － 10-4 Torr 10-6 －10-2 Pa
超高真空 <10-8 Torr
<10-6 Pa
真空泵
1. 真空的产生要依靠真空泵。而在低真空和高真 空情形下，要分别使用不同的泵。
2. 低真空下一般使用机械泵，其抽真空过程可以 分为三个步骤：捕捉气体，压缩气体，排除气 体。比如：活塞泵，旋转叶片真空泵，罗茨泵 等。
• 溅射的物理机制：是利用等离子体中的离 子对靶材料进行轰击，靶材料原子或原子 团被发射出来，堆集在晶片衬底上形成薄 膜。
• 与蒸发工艺相比：台阶覆盖性好，容易制 备合金或复合材料薄膜。
靶－接负极
晶片－置于正极
进气－氩气（用于产生等离 子）
工作原理：高压产生等离子 体之后，正离子在电场作用 下向负极运动，轰击靶电极， 激发出来的二次电子向正极 运动，维持等离子体。而被 轰击出来的靶原子则堆集在
• 温度：实际上确定了蒸气压。温度越高，蒸气压 越大，淀积速率越快，但需要控制淀积速率不能 太大，否则会造成薄膜表面形貌变差。
第6章PVD与CVD
一些金属的蒸发温度
由上表可见大多数金属的蒸发温度都在1000 度到2000度之间，而钨、钼的熔点都高于2000度， 因此加热的金属材料一般都选钨、钼。 电阻法的缺点是膜材料与加热材料之间产生扩 散或反应，使加热材料本身的熔点和蒸发点降低， 以致造成镀得的膜层含有杂质。大多数膜材料在熔 化后将于加热材料浸润。表面扩张，附着在加热器 上形成面蒸发源，蒸发效果比较好。反之，若膜材 料与加热材料不侵润，膜材料将融为一个液球，成 为点蒸发源，如果加热器的形状不合适液球将从加 热器上脱落下来，使蒸镀失败。因此蒸镀时要根据 膜材料的性质，注意选择加热器的形状。
6.3.2 EMI溅射镀膜特点 价格低（国内拥有自主知识产权的话）。 真空溅射加工的金属薄膜厚度只有0.5～2µm，绝对不影响装配。 真空溅射是彻底的环保制程，绝对环保无污染。 欲溅射材料无限制, 任何常温固态导电金属及有机材料、绝缘材料皆可 使用（例：铜、铬、银、金、不锈钢、铝、氧化矽SiO2等）。 被溅射基材几无限制（ABS、PC、PP、PS、玻璃、陶瓷、epoxy resin 等）。 膜质致密均匀、膜厚容易控制。 附着力强（ASTM3599方法测试4B）。 可同时搭配多种不同溅射材料之多层膜。并且，可随客户指定变换镀 层次序。
6.2真空蒸镀 真空蒸镀
6.2.1 原理 在真空中将蒸镀材料加热蒸发产生蒸气，使其附着在基板 上凝聚成薄膜。真空蒸镀属于物理气相沉积法。 1.蒸发过程 1）汽化热 2）蒸气压 3）蒸发温度 4）蒸发速率
6.2.2 真空蒸镀的关键部件
1.蒸发器
蒸发器的加热温度要达到膜材料熔化的温度，其加 热方式通常为电阻法、电子束法等。 电阻法是用高熔点金属做成适当的形状的加热器， 并将膜材料放在上面加热，利用电流的热效应使加 热器温度达到材料蒸发的温度，膜材料蒸发并淀积 在基板上。
第6章电解质材料电容介质
第6章电解质材料电容介质
阴极箔：为了使铝电解电容器的负极与外电路 相连，使用与电解质相接触的阴极箔将工作 阴极引出。
工作阴极：并非阴极箔，而是电解质。 浸有电解液的电解纸：起着储存电解液和防止
正箔和负箔物理接触的作用。
第6章电解质材料电容介质
电解液组成：
溶质：主要用的是硼酸、硼酸盐、羧酸盐及少量的其他无机盐 和去极化消氢剂、缓蚀剂、水解抑制剂等。
工 件
负
R
极
C
正 极
油
第6章电解质材料电容介质
槽
2 电容器可以阻隔直流。如果将电容器通直 流时，则在电容器充电完成后，电池的两 极之间将不再有电流通过。然而，任何交 流电流(AC)信号都可以畅通无阻地流过电 容器。其原因是随着交流电流的波动，电 容器不断地充放电，就好像交流电流在流 动一样。
第6章电解质材料电容介质
第6章电解质材料电容介质
铝电解电容器：（50％）
1 铝电解电容器构造：
芯子：阳极铝箔、电介质、电解纸、 阴极铝箔卷绕而成 将芯子用铝壳和胶盖把它密闭起来即构成一个电解电容器
第6章电解质材料电容介质
工作阳极：正极铝箔
电介质：在铝箔表面通过电解质电化学 反应在阳极金属表面氧化生成一层Al2O3 膜。利用这层Al2O3 膜的介电性能可以实 现存储电荷的功能的。此氧化物介质层依 存于电容器的阳极，不能独立存在。
第6章电解质材料电容介质
C2
C3
q Ci U i
Ci UB
１电容器的并联
CC1C2
２电容器的串联 1 1 1 C C1 C2
C1
＋
C2
＋
C1
C2
第6章电解质材料电容介质
多层陶瓷电容器（MLCC）——并联
阴极箔：为了使铝电解电容器的负极与外电路 相连，使用与电解质相接触的阴极箔将工作 阴极引出。
工作阴极：并非阴极箔，而是电解质。 浸有电解液的电解纸：起着储存电解液和防止
正箔和负箔物理接触的作用。
第6章电解质材料电容介质
电解液组成：
溶质：主要用的是硼酸、硼酸盐、羧酸盐及少量的其他无机盐 和去极化消氢剂、缓蚀剂、水解抑制剂等。
工 件
负
R
极
C
正 极
油
第6章电解质材料电容介质
槽
2 电容器可以阻隔直流。如果将电容器通直 流时，则在电容器充电完成后，电池的两 极之间将不再有电流通过。然而，任何交 流电流(AC)信号都可以畅通无阻地流过电 容器。其原因是随着交流电流的波动，电 容器不断地充放电，就好像交流电流在流 动一样。
第6章电解质材料电容介质
第6章电解质材料电容介质
铝电解电容器：（50％）
1 铝电解电容器构造：
芯子：阳极铝箔、电介质、电解纸、 阴极铝箔卷绕而成 将芯子用铝壳和胶盖把它密闭起来即构成一个电解电容器
第6章电解质材料电容介质
工作阳极：正极铝箔
电介质：在铝箔表面通过电解质电化学 反应在阳极金属表面氧化生成一层Al2O3 膜。利用这层Al2O3 膜的介电性能可以实 现存储电荷的功能的。此氧化物介质层依 存于电容器的阳极，不能独立存在。
第6章电解质材料电容介质
C2
C3
q Ci U i
Ci UB
１电容器的并联
CC1C2
２电容器的串联 1 1 1 C C1 C2
C1
＋
C2
＋
C1
C2
第6章电解质材料电容介质
多层陶瓷电容器（MLCC）——并联
第六章-现代高分子材料
• 实验2： 橡胶的溶解
• 实验目的：探究体形结构的有机高分子在有 机溶剂中的溶解性。
• 实验用品：废轮胎粉末、汽油，试管。 • 实验步骤：取废轮胎粉末0.5g放入试管中，
加入10mL汽油，振荡试管。观察轮胎粉末是 否溶解及其他现象。
• 实验现象：几分钟后废轮胎粉末只是有一定 程度的胀大，但未溶解。
• 实验结论：橡胶不溶于有机溶剂汽油。
【有机高分子化合物溶解性的小结】 有机高分子化合物都不溶于水； 线型结构的有机高分子能溶解在适当的有机溶剂 中，但溶解过程比小分子缓慢； 而体型结构的高分子在有机溶剂中也不易溶解， 有的只是有一定程度的胀大。
• 注意：不能放进微波炉 中，以免因温度过高而 释出有害物质。
OTHER（其他）
• 常见PC（聚碳酸酯），如水壶 、太空杯、数码产品等
注意：PC在高温情况下易释放出 有毒的物质双酚A，对人体有害 。使用时不要加热，不要在阳 光下直晒
• PA（聚酰胺），即尼龙，多用 于纤维纺织和一些家电等产品 内部的制件。
线型结构
网状结构(体型)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成 的，所以也常被称为聚合物。当小分子连接构 成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链 状结成网状。
三、高分子化合物性质探究
• 实验1：有机玻璃的溶解 • 实验目的：探究线型结构的有机高分子在有机溶剂中
的溶解性。 • 实验用品：有机玻璃，三氯甲烷，试管。 • 实验步骤：取有机玻璃粉末0.5g放入试管中，加入
高分子材料是衣、食、住、行和工农业 生产各方面都离不开的材料，其中棉、毛、丝、塑 料、橡胶等都是最常用的。
2、高分子材料的分类
高分子材料 按来源分类
化学第六版电子课件第六章重要的金属及其化合物
锰片
锡块 铁器文物
铅器
第六章 重要的金属及其化合物
二、锰及其化合物
锰是一种较活泼的金属，锰与氧化合的能力较强，在空气中金 属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，使其不再继续被氧化。 在高温时，锰能够同卤素、氧气、硫、硼、碳、硅、磷等直接化 合。
锰主要用于钢铁工业中生产锰合金钢，在炼钢中有脱硫作用， 由于生成MnS而将硫除去。
第六章
重要的金属及其化合物
第六章
重要的金属及 其化合物
*6.1 金属元素通论 6.2 钠、钾及其化合物 6.3 镁、钙、钡及其化合物 6.4 铝、铜、银、锌、汞及其化合物 *6.5 铬、锰、铁、锡、铅及其化合物
第六章 重要的金属及其化合物
➢学习目标
1.能够归纳出金属元素性质的相似性与递变性规律； 2. 能够叙述钠、钾单质的重要理化性质，分析其重要化合物的主要 性质及在生产生活中的应用； 3. 能够归纳总结镁、钙、钡重要的化合物及其主要性质； 4. 能够归纳总结铜、铝、银、锌、汞重要化合物及其主要性质； 5. 能够说归纳总结铬、锰、铁、锡、铅重要化合物及其主要性质。
镁、钙、钡金属具有金属光泽，有良好的导电性，其密度、熔点和沸点 较钠和钾高。
镁、钙、钡的单质是活泼的金属，它们都极易在空气中燃烧，能与大多 数非金属反应。钙、钡都可溶于液氨中生成蓝色的还原性强MgCO3
石膏石 CaSO4·2H2O
重晶石 BaSO4
第六章 重要的金属及其化合物
三种卤化银沉淀： 氯化银 溴化银 碘化银
第六章 重要的金属及其化合物
三、锌、汞及其化合物
锌、汞都是银白色金属。
汞是常温下唯一的液体金属。汞的密度大（13.546 g/cm3）， 蒸气压又低，可以用来制造压力计。锌、镉、铜、银、金、钠、 钾等金属易溶于汞中形成合金，称为汞齐。汞齐中的其他金属仍 保留着这些金属原有的性质。
印刷设计第6章装订知识
第6章6.2
应广泛。
装订种类
• 无线胶装的优点是可装订厚度至7厘米，书籍尺寸适
第6章6.2
3.穿线胶装：
装订种类
• 穿线胶装与骑马订不同之处是全书每一帖按页次依 序并排排列, 从第一页配到最后一页，配帖完成后， 用缝线机器将它们连续缝在一起。
第6章6.2
装订种类
第6章6.2
装订种类
第6章6.2
第六章 印后加工
把书芯和书壳套合在一起，经刷胶使其粘合固 定的工艺，是精装书籍制作的最后一道工序。 工艺过程： 进本 上侧胶 套壳 压平
送书壳
压槽 出书
Q
印刷概论 3、书刊的包装 书籍的包装
包装线
第六章 印后加工
中间存储 码堆机
分发运输 集装箱
分摞、计数
期刊的包装
加包装信息单
分摞、计数
包装 Q
分发运输
整版的凹凸处理
文字的凹凸处理
第6章6.1
印刷品的表面加工
硬纸板面上的凹凸处理局部和整书效果
整个书面用凹凸处理
标志的凹凸处理
内页的凹凸处理
印章的凹凸处理
整个书面用凹凸处理，再印上数字颜色
应 用 在 产 品 包 装 上 的 模 切
宣传手册的模切工艺
用塑化纸张进行大面积打孔的模切
第6章6.1
4. 烫金工艺：
续阶梯形的标记。
正确配帖
重帖
缺帖
乱帖
Q
印刷概论 （3）订联
第六章 印后加工
是指将配页好的书帖通过各种方法联结，使
之成为完整书芯的加工过程。订联的方法有：缝
纫订、锁线订、铁丝订、无线胶粘订。 （4）包封面 在订好的书芯上包上纸质封面以保护书芯的 工艺。
第6章 应变与重量测量
由此可以看出，若要使电桥平衡，输出为零， 应满足 R1 R3=R2 R434直流电桥的联接方式
35
1.半桥单臂联接，设R为R1的电阻增量 。 R R R
1 4 Uy R R R R R U 0 2 3 4 1
设R1 =R2 =R3 =R4 =R0 则输出电压
47
解： ⑴按题意采用四个相同应变片测力 单性元件，贴的位置如图2-2（a）所示。 R1、R3沿轴向在力F作用下产生正应变ε1> 0，ε3> 0；R2、R4沿圆周方向贴则产生负 应变ε2< 0，ε4< 0。 四个应变电阻接入桥路位置如图所示。从 而组成全桥测量电路可以提高输出电压灵 敏度。
19
2.初始电阻Ro 应变片的初始电阻是指应变片在末粘贴 前在室温下测得的静态电阻值，常见的有 60Ω、120Ω、200Ω、250Ω、600Ω和 1000Ω等类型。
20
3.允许工作电流 应变片的工作电流又称为最大工作电流， 是指允许通过应变片而不影响其工作特性的 最大电流值。 一般静态测量时的工作电流为25mA左 右，动态测量时，允许工作电流可达75100mA，而箔式应变片的允许工作电流则 可更大一些。
F 5 104 0.005 4 11 S E 0.5 10 2 10
应变片灵敏度系数
K R / R
1 / 100 2 0.005
41
应变电阻传感器
包括： 圆柱（筒）形； 梁形； 环形； S形等。
42
圆柱(筒)形传感器
43
根据额定负荷压力 p和材料的允许应力 :
23
箔式应变片
金属薄膜应变片
制作工艺：采用真空蒸镀或溅射式阴极扩 散等方法在薄的基地材料上制成一层金属 电阻材料薄膜。 特点：具有较高的灵敏度系数，允许电流 密度大，工作范围较广。
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1.半桥单臂联接，设R为R1的电阻增量 。 R R R
1 4 Uy R R R R R U 0 2 3 4 1
设R1 =R2 =R3 =R4 =R0 则输出电压
47
解： ⑴按题意采用四个相同应变片测力 单性元件，贴的位置如图2-2（a）所示。 R1、R3沿轴向在力F作用下产生正应变ε1> 0，ε3> 0；R2、R4沿圆周方向贴则产生负 应变ε2< 0，ε4< 0。 四个应变电阻接入桥路位置如图所示。从 而组成全桥测量电路可以提高输出电压灵 敏度。
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2.初始电阻Ro 应变片的初始电阻是指应变片在末粘贴 前在室温下测得的静态电阻值，常见的有 60Ω、120Ω、200Ω、250Ω、600Ω和 1000Ω等类型。
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3.允许工作电流 应变片的工作电流又称为最大工作电流， 是指允许通过应变片而不影响其工作特性的 最大电流值。 一般静态测量时的工作电流为25mA左 右，动态测量时，允许工作电流可达75100mA，而箔式应变片的允许工作电流则 可更大一些。
F 5 104 0.005 4 11 S E 0.5 10 2 10
应变片灵敏度系数
K R / R
1 / 100 2 0.005
41
应变电阻传感器
包括： 圆柱（筒）形； 梁形； 环形； S形等。
42
圆柱(筒)形传感器
43
根据额定负荷压力 p和材料的允许应力 :
23
箔式应变片
金属薄膜应变片
制作工艺：采用真空蒸镀或溅射式阴极扩 散等方法在薄的基地材料上制成一层金属 电阻材料薄膜。 特点：具有较高的灵敏度系数，允许电流 密度大，工作范围较广。
半导体工艺第六章
第六章习题6-1 解释欧姆接触，并说明形成欧姆接触的常用方法。
欧姆接触是指金属与半导体之间的电压与电流的关系具有对称和线性关系，而且接触电阻尽可能低，不产生明显的附加阻抗。
常用方法：扩散法和合金法扩散法：是在半导体中先扩散形成重掺杂区以获得N+N或P+P的结构，然后使金属与重掺杂的半导体区接触，形成欧姆接触。
合金法：是利用合金工艺对金属互联线进行热处理，使金属与半导体界面形成一层合金层或化合物层，并通过这一层与表面重掺杂的半导体形成良好的欧姆接触。
6-2 列出并描述集成电路制造中对金属薄膜的要求。
要求：（1）具有高的导电率和纯度（2）与下层衬底（通常是二氧化硅或氮化硅）具有良好的粘附性（3）与半导体材料连接时接触电阻低（4）能够淀积出均匀而且没有“空洞”的薄膜，易于填充通孔（5）易于光刻和刻蚀，容易制备出精细图形（6）很好的耐腐蚀性（7）在处理和应用过程中具有长期的稳定性6-3 列出半导体制造中使用的金属种类，并说明每种金属的用途。
种类：铝、铝铜合金、铜、阻挡层金属、硅化物和钨铝：作为金属互连的材料，以薄膜的形式在硅片中连接不同器件。
铝铜合金：有效解决电迁徙问题。
铜：作为互连线。
阻挡层金属：防止上下层材料相互扩散。
硅化物：减小接触电阻。
钨：填充通孔。
6-4 解释铝已被选择作为微芯片互连金属的原因。
（1）较低的电阻率（2）铝价格低廉（3）工艺兼容性（4）铝膜与下层衬底（通常是硅、二氧化硅或氮化硅）具有良好的粘附性6-5 哪种金属已经成为传统互连金属线?什么是它的取代物？铝已经成为传统互连金属线，铝铜合金是它的取代物6-6 描述结尖刺现象，如何解决结尖刺问题？由于硅在铝中的溶解度比较高，形成合金时，硅会从衬底向铝中溶解，这样就在接触区下层的硅中留下空洞，从而有可能发生尖刺效应。
解决方法：在接触区引入阻挡层金属可阻止上下层材料互相混合。
6-7 描述电迁徙现象，如何解决电迁徙现象？电迁徙现象:在大电流密度的情形下，大量电子对金属原子的持续碰撞，会引起原子逐渐而缓慢的移动。
第六章化学气相沉积
表2.4 CVD和PVD方法的比较
项 目 物质源 激活方法 制作温度 PVD 生成膜物质的蒸气，反应气 体 消耗蒸发热，电离等 250~2000℃（蒸发源） 25℃至合适温度（基片） CVD 含有生成膜元素的化合物蒸 气，反应气体等 提供激活能，高温，化学自 由能
150~2000℃（基片）
成膜速率
四、CVD工艺的特点和应用
CVD制备薄膜的优点突出，既可以沉积金属薄膜， 又可以制取非金属薄膜，且成膜速率快，同一炉中 可放置大量基板或工件； CVD的绕射性好，对于形状复杂的表面或工件的 深孔、细孔等都能均匀覆膜；由于成膜温度高，反 应气体、反应产物和基体的相互扩散，使膜的残余 应力小，附着力好，且膜致密，结晶良好； 另外，CVD是在高饱和度下进行的，成核密度高， 且沉积中分子或原子的平均自由程大，这些都有利 于形成均匀平滑的薄膜。
5~250
m / h
25~1500 m / h
材料精制，装饰，表面 保护，电子材料
碱及碱土类以外的金属（Ag、 Au困难）、碳化物、氮化物、 硼化物、氧化物、硫化物、硒化 物、碲化物、金属化合物、合金
用途
装饰，电子材料，光学 所有固体（C、Ta、W困 难）、卤化物和热稳定 化合物
可制作薄 膜的材料
三、CVD的工艺方法及特点
各种CVD装置都包括以下主要部分，即加热部分，反应室， 气体控制系统，气体排出系统，如图2.5所示。
图2.6为几种CVD反应器示意图
(a) 立式开管CVD装置； (b) 转筒式开管CVD装置；
(c) 卧式开管CVD装置；
（d）闭管CVD装置
开管系统一般由反应器、气体净化系统、气 体计量控制、排气系统及尾气处理等几部分 组成。 其主要特点是能连续地供气和排气，整个沉 积过程气相副产物不断被排出，有利于沉积 薄膜的形成；而且工艺易于控制，成膜厚度 均匀，重现性好，工件容易取放，同一装置 可反复使用。 开管法通常在常压下进行，但也可在真空下 进行。
第6章 淀积
17
6.3 化学气相淀积
化学气相淀积（CVD）是通过气 体混合的化学反应在硅片表面淀积 一层固体膜的工艺。硅片表面及其 邻近的区域被加热来向反应系统提 供附加的能量。化学气相淀积的基 本方面包括： 1、产生化学变化，这可以通过化学反 应或是热分解（称为高温分解）。 2、膜中所有的材料物质都源于外部的 源。 3、化学气相淀积工艺中的反应物必须 以气相形式参加反应。 当化合物在反应腔中混合并进 行反应时，就会发生化学气相淀积 过程。原子或分子会淀积在硅片表 面形成膜。
5
6.1.1 成模技术相关术语
介质层
介于硅上有源器件和第一层金属之间的电绝缘层称为 第一层层间介质（first interlayer dielectric,ILD-1）。 这一层也被称为金属前绝缘层（PMD）。典型的LID-1是一层 掺杂的SiO2或者玻璃。ILD-1层的重要作用可以从两个方面 理解：电学上，ILD-1层隔离晶体管器件和互连金属层；物 理上，ILD-1层隔离晶体管器件和可移动粒子等杂质源。为 了避免晶体管特性的蜕化，在高性能逻辑器件中 ILD-1层需 要有严格的热预算。 层间介质（ILD）应用于器件中不同的金属层之间。 ILD充当两层导电金属或者相邻金属线条之间的隔离膜。通 常，ILD采用介电常数为3.9到4.0的SiO2材料。对淀积的隔 离膜来说，介电常数是一个重要的指标，因为它直接影响到 电路的速度和性能。
11
6.2.1 薄膜特性
厚度均匀性
可以接受的薄膜要求厚度均匀性，这意味着薄膜应布满 下层材料的各处。材料的电阻会随膜厚度的变化而变化，这 是我们不希望看到的。膜层越薄，就会有更多的缺陷，如针 孔等，这会导致膜本身的机械强度降低。对薄膜而言，我们 希望有好的表面平坦度来尽可能减少台阶和缝隙。
6.3 化学气相淀积
化学气相淀积（CVD）是通过气 体混合的化学反应在硅片表面淀积 一层固体膜的工艺。硅片表面及其 邻近的区域被加热来向反应系统提 供附加的能量。化学气相淀积的基 本方面包括： 1、产生化学变化，这可以通过化学反 应或是热分解（称为高温分解）。 2、膜中所有的材料物质都源于外部的 源。 3、化学气相淀积工艺中的反应物必须 以气相形式参加反应。 当化合物在反应腔中混合并进 行反应时，就会发生化学气相淀积 过程。原子或分子会淀积在硅片表 面形成膜。
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6.1.1 成模技术相关术语
介质层
介于硅上有源器件和第一层金属之间的电绝缘层称为 第一层层间介质（first interlayer dielectric,ILD-1）。 这一层也被称为金属前绝缘层（PMD）。典型的LID-1是一层 掺杂的SiO2或者玻璃。ILD-1层的重要作用可以从两个方面 理解：电学上，ILD-1层隔离晶体管器件和互连金属层；物 理上，ILD-1层隔离晶体管器件和可移动粒子等杂质源。为 了避免晶体管特性的蜕化，在高性能逻辑器件中 ILD-1层需 要有严格的热预算。 层间介质（ILD）应用于器件中不同的金属层之间。 ILD充当两层导电金属或者相邻金属线条之间的隔离膜。通 常，ILD采用介电常数为3.9到4.0的SiO2材料。对淀积的隔 离膜来说，介电常数是一个重要的指标，因为它直接影响到 电路的速度和性能。
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6.2.1 薄膜特性
厚度均匀性
可以接受的薄膜要求厚度均匀性，这意味着薄膜应布满 下层材料的各处。材料的电阻会随膜厚度的变化而变化，这 是我们不希望看到的。膜层越薄，就会有更多的缺陷，如针 孔等，这会导致膜本身的机械强度降低。对薄膜而言，我们 希望有好的表面平坦度来尽可能减少台阶和缝隙。
第6章铝阳极氧化和阳极氧化膜
第6章铝阳极氧化与阳极氧化膜6.1 概述铝阳极氧化的定义按照国家标准是，“一种电解氧化过程，在该过程中铝或铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层膜具有防护性、装饰性以及一些其它的功能特性”。
从这个这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜的这一部分工艺过程。
顾名思义，铝在电解槽液中应该作为阳极连接到外电源的正极，电解槽液的阴极连接到外电源的负极，在外加电压下通过电流以维持电化学氧化反应。
铝在这种阳极过程中同时存在氧化膜形成和溶解的两个对立的反应，最终的表面状态视上述两个反应速度的相对大小决定的。
铝阳极氧化的分类可以按照铝材的最终用途分为建筑用铝阳极氧化、装饰用铝阳极氧化、腐蚀保护用铝阳极氧化、电绝缘用阳极氧化和工程用阳极氧化（如硬质阳极氧化）等。
由于其不同的使用目的和不同的性能要求，应该采用不同的电解溶液成分、电源特征和工艺参数。
另外从阳极氧化工艺控制出发，有定电压阳极氧化或定电流(密度)阳极氧化两类。
从电源波形特征考虑可以分为直流(DC)阳极氧化、交流(AC)阳极氧化、交直流叠加(DC/AC)阳极氧化、脉冲(PC)阳极氧化和周期换向(PR)阳极氧化等等。
铝的阳极氧化膜有两大类，壁垒型阳极氧化膜和多孔型阳极氧化膜。
壁垒型阳极氧化膜是一层紧靠金属表面的致密无孔的薄阳极氧化膜，简称壁垒膜，其厚度取决于外加的阳极氧化电压，但一般非常薄不会超过0.1µm，主要用于制作电解电容器。
壁垒型阳极氧化膜也叫屏蔽型阳极氧化膜，也有干脆直接称之为阻挡层阳极氧化膜。
但是壁垒型阳极氧化膜(Barrier-type film)与多孔型阳极氧化膜的阻挡层(Barrier layer)应该明确的加以区分，实际上我国国家标准已经将壁垒膜与阻挡层的概念明确分开，阻挡层是指多孔型阳极氧化膜的多孔层与金属铝分隔的，具有壁垒膜性质和生成规律的氧化层。
明确的说，多孔型阳极氧化膜由两层氧化膜所组成，底层是与壁垒膜结构相同的致密无孔的薄氧化物层，叫做阻挡层，其厚度只与外加阳极氧化电压有关。
第6章+薄膜材料表征方法
第6章+薄膜材料表征方法
15
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、简 介
薄膜的性能取决于薄膜的结构和成分。其中薄 膜结构的研究可以依所研究的尺度范围被划 分为以下三个层次：
（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。
有5nm左右的电子束。装置在透
镜下面的磁场扫描线圈对这束电
子施加了一个总在不断变化的偏
转力，从而使它按一定的规律扫
描被观察的样品表面的特定区域
上。
第6章+薄膜材料表征方法
17
优点：提供清晰直观的形貌图像，分辨率高，观察景深长， 可以采用不同的图像信息形式，可以给出定量或半定量的表 面成分分析结果等。
针对研究的尺度范围，可以选择不同的研究手段。
第6章+薄膜材料表征方法
16
二、扫描电子显微镜Scanning Electronic Microscope (SEM)
工作原理：由炽热的灯丝阴极发
射出的电子在阳极电压的加速下
获得一定的能量。其后，加速后
的电子将进入由两组同轴磁场构
成的透镜组，并被聚焦成直径只
1、二次电子像
二次电子是入射电子从样品表层激发出来的能量最低的 一部分电子。二次电子低能量的特点表明，这部分电子来 自样品表面最外层的几层原子。用被光电倍增管接收下来 的二次电子信号来调制荧光屏的扫描亮度。由于样品表面 的起伏变化将造成二次电子发射的数量及角度分布的变化， 如图（c），因此，通过保持屏幕扫描与样品表面电子束扫 描的同步，即可使屏幕图像重现样品的表面形貌，而屏幕 上图像的大小与实际样品上的扫描面积大小之比即是扫描 电子显微镜的放大倍数。
人教版九年级化学上册 第六章 课题1金刚石、石墨和C60 教案
第六单元碳和碳的氧化物单元内容概述本单元包括三个课题和实验活动2。
课题1主要介绍碳的几种单质：金刚石、石墨和C60分子等。
课题2是引导学生探究实验室中制取二氧化碳的装置。
课题3是在课题2的基础上，通过实验探究碳的氧化物的性质。
实验活动2是讲解二氧化碳的实验室制取与性质。
碳和碳的氧化物是重点学习的内容之一，是对非金属元素知识的拓展和深化，在初中化学中起到承上启下的作用。
本单元教材具有以下特点：1.注意采用体验学习与探究学习的方式。
例如，课题2在给出了实验室中制取二氧化碳的反应原理以后，引导学生在制取氧气的基础上，探究制取二氧化碳的装置。
2.教材内容在呈现方式上注意教学情境的创设和联系学生的生活实际。
例如，在介绍金刚石和石墨的用途时，注意联系学生生活中用到或见到的物质，如玻璃刀、铅笔芯、无轨电车等。
3.紧密联系社会和高新科技。
例如，教材中介绍了人造金刚石和金刚石薄膜、C60分子及管状碳和温室效应等内容。
4.图文并茂。
教材中许多内容是以图代文，有利于激发学生的学习兴趣。
本单元教材重点：1.碳及碳的氧化物的性质。
2.实验室中制取二氧化碳的装置。
3.培养以发展的观点看待碳的单质。
4.培养关注社会和环境的责任感。
本单元教材难点：探究实验室中制取二氧化碳的装置。
单元教学目标1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
2.知道碳单质的化学性质。
3.知道C60分子的结构特点和潜在应用前景。
4.能以发展的观点看待碳的单质。
5.了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。
6.探究实验室中制取二氧化碳的装置。
7.了解实验室中制取气体的思路和方法。
8.学会制取二氧化碳。
9.了解二氧化碳和一氧化碳的性质。
10.了解二氧化碳的用途。
11.了解并关注温室效应，倡导“低碳”生活。
课题1 金刚石、石墨和C60本课题包括两部分。
第一部分介绍碳单质，主要介绍了金刚石、石墨的重要物理性质和C60分子的结构特点。
在介绍石墨的同时又穿插介绍了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使学生树立性质决定用途，用途体现结构的观点。
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2. 金属薄膜的形成机理
金属薄膜的内部结构有哪些特点？
（1）金属薄膜内部多数小岛或者集合体都具有和原蒸发 物质大致相同的晶体结构，一般不形成非晶态。
薄膜的形成机理
如何观察金属薄膜的形成过程和结构？
（1）静止观察法：先在真空蒸发装置中分段制成不同厚 度样品，然后将不同样品移到电镜中观察（非原位）； 优点：条件简单，只要有电镜和真空蒸发装置就可以 观察。金属薄膜制作容易控制，操作方便； 缺点：不能实时地原位观察基片上同一点薄膜形成过 程，容易受到空气的污染。
3. 金属薄膜的结构
生长应力： 由于薄膜沉积过程特点所造成的应力。是从薄膜总应力中去 除热应力部分后剩余的应力总和。 生长应力的影响因素：
沉积后薄膜中的化学反应（原子进入和离开薄膜产生应力）
沉积薄膜的空洞引发应力；
薄膜组织的回复和再结晶产生应力；
3. 金属薄膜的结构
3.4 薄膜的界面附着力和界面形态
3. 金属薄膜的结构
3.2 线缺陷（位错）
位错密度：单位体积内位错线的总长度。
金属薄膜中的位错密度：
在FCC金属单晶薄膜中位错的密度为1010-1011cm-2。良好 的块状金属的位错密度为104-106cm-2。发生大量塑性变形 的晶体中，位错密度为1010-1012cm-2. 薄膜中位错密度与强烈塑性变形后的相当，其内部的畸变 是相当严重的。
2. 金属薄膜的形成机理
如何观察金属薄膜的形成过程和结构？
（2）现场观察法：把蒸发源放在电镜内蒸发制作薄膜样 品，一面观察薄膜的形成过程。 优点：能够实时动态观察薄膜形成的过程，确定薄膜 的成膜方式和成膜机理； 缺点：薄膜形成过程容易受到电子束的干扰，设备要 求高（需要设计并安装特殊附件），膜厚难以测量和蒸 发物质受限等。
决定金属薄膜结构的条件？
（1）薄膜原子与基片之间的相互作用力；
（2）薄膜原子与薄膜原子相互之间的作用力；
（3）蒸发时基片的温度：对蒸发原子在基片上附着和移 动有显著影响。基片温度越高，金属薄膜易内部凝聚， 每个小岛的开头就越接近于球形，不易形成连续结构。 （4）蒸发速率：蒸发速率越快，岛的密度越大（致密 度），越早出现有边疆的金属薄膜。
新型金属材料
第6章 金属薄膜材料
南京理工大学材料科学与工程系
本章主要内容
1 2 金属薄膜材料概述 金属薄膜的形成机理
3
4
金属薄膜的结构缺陷
金属薄膜的制备方法
金属薄膜材料的应用
5
1. 金属薄膜概述
糖果包装； 药品胶囊封装； 佛像贴金、宫殿装饰；
更多的：
计算机、家用电器、通讯产品等广泛 应用。
1. 金属薄膜概述
3. 金属薄膜的结构
3.3 薄膜的热应力和生长应力
热应力：由于衬底(substrate)与薄膜材料之间线膨胀系数的差 别，在薄膜制备以后温度变化时在薄膜与衬底中产生的应力。 温度变化引起的薄膜应变：
f ( s f ) dT T
温度变化引起的薄膜应力：
f k f k T
3. 金属薄膜的结构
结构缺陷的影响金属薄膜性能的重要因素，对金属薄 膜的结构缺陷进行观察表征，研究结构缺陷对性能的影响 是金属薄膜材料研究的重要领域。
3.1 点缺陷
类型：间隙原子和空穴。但空穴是薄膜材料中点缺陷的主体。 空穴成为金属薄膜点缺陷主体的原因： 在金属薄膜中，形成空穴需要的能量为1.0eV左右，比其 它点缺陷（如间隙原子）所需的能量小的多。例如，Cu中 形成一个间隙原子所需的能量为2.5-3.3eV。
a. 奥斯瓦尔多吞并 b. 熔结 c. 岛的迁移 奥斯瓦尔多吞并和熔结方式的驱动力为表面自由能降低；奥斯瓦尔多吞并 为气相扩散，吞并的是气相原子；熔结方式主要是表面扩散。 岛的迁移的驱动力来自于热激活过程。原子团越小，激活能越低，原子团 的迁移越容易。原子团的运动导致原子团的相互碰撞与合并。
2. 金属薄膜的形成机理
2. 金属薄膜的形成机理
薄膜材料的形核方式有哪些？－－三种方式
(1)生成三维的核型（Volmer-Weber型） 原子在基片上先凝聚，然后生成核，进一步再将蒸发原 子凝聚起来生成三维的核。大部分金属薄膜都以这种方 式形成。
生成三维的核型
2. 金属薄膜的形成机理
薄膜材料的形成方式有哪些？－－三种方式
薄膜材料是什么？
是人们采用特殊的方法，在体材料的表面沉积或制备 的一层性质与体材料性质完全不同的物质层。它是一种二 维的物质形态。
薄膜材料有哪些优点？
(1) 实现微电子器件和系统微型化的最有效的技术手段；
(2) 薄膜材料尺寸减小到接近量子化运动的微观尺度，显 示 出许多全新的物理现象；
(3)薄膜材料可以将各种不同的材料复合在一起，构成具有 优异特性的复杂材料体系。
单层上在生长核型
2. 金属薄膜的形成机理
连续薄膜的形成中的核心吞并现象
形核初期形成的孤立核心将随着时间的推移逐渐长大， 这一过程除了吸收单个的气相原子之外，还包括核心之 间的相互吞并联合的过程。
三种核心相互吞并机制
（1）奥斯瓦尔多（Ostwald）机制； （2）熔结； （3）岛的迁移。
2. 金属薄膜的形成机理
界面附着力：薄膜与衬底之间的结合力称为薄膜对于衬底的界 面附着力。 界面附着力不仅取决于界面处原子之间的微观 结合力，还与界面形态直接相关。
3. 金属薄膜的结构
薄膜的界面形态：
(a) 平界面 ( b) 形成化合物的界面 (c)合金的扩散界面
(d) 机械咬合界面
3. 金属薄膜的结构
(2) 单层生长型（Frank-van der Merwe型）
先形成一个二维的层，然后一层一层地逐渐形成金属薄 膜。当基片和薄膜原子之间，以及薄膜原子之间相互作 用都很强时才容易形成）。
单层生长型
2. 金属薄膜的形成机理
薄膜材料的形成方式有哪些？－－三种方式
（3）单层上再生长核型（Stranski-Krastanov型） 首先形成单层膜，然后再在单层上形成三维的核。只有 在基片和薄膜原子相互作用非常强时会形成。这种形式 实际上是介于前两种形式之中的一种，只有极其有限的 基片和薄膜之间才能形成。