第3章 薄膜的制备
薄膜材料物理-第三章金属薄膜的导电
要点二
详细描述
霍尔系数的大小反映了金属薄膜中电子运动受到的洛伦兹 力的大小。当外加磁场作用时，金属薄膜中的电子受到洛 伦兹力的作用而偏转，形成横向电流。这个横向电流与外 加电场相互作用产生附加的电场强度，从而影响金属薄膜 的导电性能。金属薄膜的霍尔系数一般较小，但在某些金 属材料中可以观察到较大的霍尔效应。
电子态密度与温度
金属的电子态密度随温度变化， 温度升高会导致电子态密度降低， 影响金属的导电性。
02 金属薄膜的导电性能
电导率
01
电导率是衡量金属薄膜导电性能的重要参数，表示单位截面积和单位 长度内电流的传导能力。
02
电导率与金属薄膜中自由电子的浓度和迁移率有关，自由电子的浓度 越高，迁移率越大，则电导率越高。
金属薄膜的磁电阻效应
总结词
金属薄膜的磁电阻效应是指金属薄膜在磁场的作用下 ，电阻发生改变的现象，是衡量金属薄膜磁导电性能 的重要参数。
详细描述
磁电阻效应可以分为正磁电阻效应和负磁电阻效应两 种情况。正磁电阻效应是指磁场增强时，金属薄膜的 电阻增大；负磁电阻效应则是指磁场增强时，金属薄 膜的电阻减小。磁电阻效应的大小与金属薄膜材料的 性质、温度、磁场强度等因素有关。在实际应用中， 可以通过测量金属薄膜的磁电阻效应来研究材料的磁 学和电学性质，以及开发新型的磁电阻传感器和磁记 录器件等。
详细描述
金属薄膜的电阻温度系数是指温度每升高1摄氏度时，金属薄膜电阻的相对变化率。它 反映了金属薄膜导电性能对温度的敏感程度。一般来说，金属薄膜的电阻温度系数随温 度升高而增大，这是因为金属中自由电子的运动受温度影响较大，温度升高会导致电子
第3章-厚薄膜电路PPT课件
动到达基板并黏附其上。
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溅射薄膜形成机理
膜与基板黏接的机理是在界面形成的一层氧
化物层，所以底层必须是一种容易氧化的材料。
可以通过靶材施加电位前用氩离子随机轰击对基
---化学气相淀积
液相淀积-----电镀、化学镀。
IC制造中，基于对洁净环境的需要，薄膜
的制备一般采用气相淀积技术。
下面介绍几种常用的基板气相淀积方法。
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5
1、蒸发法：
物理气相淀积的基
本方法之一。
真空蒸发设备主要
种类：
l电阻加热真空蒸
发
l电子束真空蒸发
图 蒸发工艺
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图 从一个点状源的蒸发
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12
电阻丝蒸发与电子束蒸发（1）
有几种进行蒸发的技术。其中最常用的是电阻加热
和电子束加热。
通过电阻加热的方法进行蒸发，通常是在难熔金属
制成的舟或用电阻丝缠绕的陶瓷坩埚，或把蒸发剂涂覆
在电热丝上进行的。加热元件通过电流，产生的热使蒸
发剂受热。由于蒸发剂容易淀积到蒸发室的内侧，用光
学的方法监测熔化的温度是有些困难的，必须用经验的
方法进行控制。也有可以控制淀积速率和厚度的闭环系
统，但是它们相当昂贵。一般来说，只要控制得当，用
经验的方法就可以获得适当的结果。
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电阻丝蒸发与电子束蒸发（2）
电子束蒸发法具有很多的优点。通过电场
加速的电子流在进入磁场后倾向与呈弧线运动，
6
蒸发淀积薄膜
当材料的蒸汽压超过周围压力时，材料就会
薄膜物理第三章2
35
36
园柱磁控溅射 靶的示意图
可提高靶的利 用率
37
非平衡磁控溅射方法 磁控溅射还具有可将等离子体约束于靶附近，离子对 薄膜的轰击作用小的特点，这对于希望减少薄膜损伤 、降低沉积温度的场合来说是有利的 但有时，又希望保持适度的离子对薄膜的轰击效应。 这时，可借助所谓的非平衡磁控溅射方法 非平衡磁控溅射有意减小（或加大）了靶中心的磁体 体积，使部分磁力线发散至距靶较远的地方 非平衡磁控溅射时，等离子体的作用范围扩展到了薄 膜附近，造成气体分子电离和部分离子轰击薄膜表面
环，横贯跑道。
30
靶面发出的
二次电子，在相 互垂直的电场力 和磁场力联合作 用下，沿着跑道
跨越磁力线作旋
转形的跳动，并 以这种形式沿着 跑道转圈，增加 与气体原子碰撞
的机会。
31
磁控溅射方法典型的工作条件为：工作气压0.5Pa，
靶电压600V，靶电流密度20mA/cm2,薄膜沉积速率
2µ m／min较其它溅射法高1个数量级。是目前应用最 广泛的一种溅射沉积方法，其理由如下： 1）、能量较低的二次电子以旋轮线的形式在靠近靶的 封闭等离子体中循环运动，路经足够长，每个电子使
继续对靶进行轰击。
12
如果在
1 7 f 10 Hz 10MHz t
的每个周期中，使靶电位正负交换，消除由离子引起
的靶的带电现象，就可以防止靶电位的上升。 所以射频溅射法中对射频电源的频率有一定的要求。 一般来说，溅射法使用的高频电源的频率已属于 射频的范围．其频率区间一般为5~30MHz。国际通
性。
磁控溅射中的磁场布置是为了对二次电子实施有 效的控制。
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磁控溅射中的磁场布置是为了对二次电子实施有
第3章厚膜与薄膜技术资料
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天津工业大学
主讲人：张建新 主楼 A415
1
课程概况
第1章 集成电路芯片封装概述
第2章 封装工艺流程
第3章 厚膜与薄膜技术
第4章 焊接材料
第5章 印制电路板
第6章 元器件与电路板的接合
第7章 封胶材料与技术
第8章 陶瓷封装
第9章 塑料封装
在基板上制成导线互连结构以组合各种电路元器件， 而成为所谓的混合集成电路封装。
基板材料： 氧化铝、玻璃陶瓷、氮化铝、氧化铍、碳化硅、石英 等均可以作为这两种技术的陶瓷类基板材料 薄膜技术也可以使用硅与砷化镓晶圆片作基板材料
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3
3.1 厚膜技术
厚膜混合电路的工艺简述： 用丝网印刷方法把导体浆料、电阻浆料和绝缘材料(介 质或介电材料)浆料等转移到基板上来制造的。印刷的 膜经过烘干以去除挥发性的成分，然后暴露在较高的 温度下烧结以活化粘接机构，完成膜与基板的粘接。
（1）烧结玻璃材料：使用玻璃或釉料(非晶玻璃)的膜
粘接机理：化学键合和物理键合。总的粘接结果是这两 种因素的叠加，物理键合比化学键合在承受热循环或热 储存时更易退化，通常在应力作用下首先发生断裂。
基体作用：使有效物质悬浮，并保持彼此接触，有利于 烧结并为膜的一端到另一端提供了一连串的三维连续通 路。主要的厚膜玻璃是基于B2O3-SiO2网络形成体。
特点：与玻璃料相比，这一类浆料改善了粘接性。 但烧结温度较高，一般在950～1000℃下烧结， 加速了厚膜烧结炉的损耗，炉体维护频率高。
（3）混合粘接系统：利用反应的氧化物和玻璃材料。
粘接机理：氧化物一般为ZnO或CaO，在低温下发 生反应，但是不如铜那样强烈。再加入比在玻璃料 中浓度要低些的玻璃以增加附着力。
第三章溅射薄膜制备技术
结果：任何与等离子体接触的表面自动处于一 个负电位，并在其表面处伴随有正电荷的积累。 形成等离子体鞘层。
鞘层电压：
V p
kTe e
ln(
m
1
)2
2.3me
典型值：-10V，并变化不大。
在薄膜制备中的意义：离子受到加速，轰击基片，
电子受到减速，需大的能量方能到达基片。
鞘层厚度b：与电子密度及温度有关，典型值100微米。
第一节、基本概念
1、溅射镀膜的定义：
高能离子在电场作
用下高速轰击阴极 （靶），经过能量
溅
交换与转移，靶材
粒子飞离出来，
淀积在基板上形成 薄膜。
射
离子轰击固体表曲所引起的各种效应
等离子体
占靶产物的85-90％ 镀膜
SIMS分析
刻蚀，清洗
2、什么是等离子体
当温度增高到使原子（分子）间的热运动动能与 电离能相当的时候，变成（部分）电离气体，系 统的基本组元变成了离子和电子（可以包含大量 的原子和分子）。电磁力开始作用，这就是等离 子体状态。
原子作用势为Thomas-Fermi势 平均表面势垒；垂直入射
碰撞阻止能
1969年，Sigmund给出，当离子能量>1keV：
S 0.042 (m2 / m1)Sn (E)
U0
表面势垒， 一般取升华能
(m2
/
m1 )
0.15
0.13
m2 m1
若考虑原子的相互作用：
S
3.56 (m2
/
m1)
Z1Z 2
工作气压： ；
2. 真空度低，1-10Pa，方能维持放电。 3. 残留气体对膜层的污染较严重。 4. 淀积速率低，小于10nm/min； 5. 基板的温升高，辐照损伤大； 6. 靶材必须是良导体（直流）。
薄膜物理与技术
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。
第3章 薄膜沉积的物理方法
1、初 衷为克：服电阻加热蒸发的缺点而引入：
2、电 子热空阴心枪极阴分型极类型(电由子难由发熔惰射金性机属气制制体不成电同的离)灯形：丝成发的射等热离电子子体；引出电子。
3、应用场合：适用于高纯度、高熔点、易污染薄膜材料的沉积。
4、优、缺点：
加可热避温免度来高自，坩可锅蒸、发加任热何体材和料支；撑部件的污染； 电过电子高子束的枪的加系绝热统大功复部率杂分会，能对设量薄备会膜昂被沉贵坩积。锅系的统水造冷成系强统烈带的走热，辐热射效；率较低；
■ 蒸发与凝聚同时发生，动态双向进行；
■ T 一定时，动态平衡时的蒸汽压即平衡蒸汽压
、怎样实现蒸发条件？ 凝聚； 蒸发 净蒸发 ■ Pi > Pei
Pi < Pei
(
> 0)
2
Pe /Torr
升温 ：
课本： 图 、 P29-30 2.2 a b
真空：
T Pei
充系入统其总它压气P体：目标物质分压Pi 也随之
PVD的工程分类：
西安理工大学
Xi'an University of Technology
基于气相粒子发射方式不同而分！
-1-
材料科学薄与膜工材程学料院与2技00术8©
3 薄膜沉积的物理方法
Thin Film Materials & Technologies
3.1 真空蒸发沉积（蒸镀）
3.1.1 真空蒸发沉积的概念及物理学基础
Xi'an University of Technology
-4-
Thin Film Materials & Technologies
Knudsen余弦定律 材料科学薄与膜工材程学料院与2技00术8©
4 第三章 薄膜的生长解析
4.稳定核再捕获气体吸附原子,或者与入射气相原子结合使它 进一步长大成为小岛.
薄膜的形成——3.2核形成与生长
核形成理论 解决问题：核的形成条件和生长速率
成核理论不断发展，出现了若干种成核理论。归纳起来，基 本上是两种理论：
a. 热力学界面能理论（毛细管现象理论、微滴理论）； b. 原子聚集理论（统计理论） 热力学界面能理论 认为薄膜形成过程是由气相到吸附相、再到固相的相变 过程，其中从吸附相到固相的转变是在基片表面上进行的。
薄膜的形成——3.1凝结过程
★ 凝结过程
薄膜形成分为：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 入射到基体表面后，从气相到吸附相，再到凝结相的一个相变过程。
一、吸附过程
基本概念
表面悬挂键：不饱和的化学键。
吸附：入射到基片表面的气相原子被悬挂键吸引，束缚在 表面的现象。
薄膜的形成——3.1凝结过程
金银铜等与脱附表面的活化能接近的液化热值大，平均吸 附时间接近于无穷大，从吸附角度看，可以将它们称为表 面物质。 Ar-玻璃脱附活化能值小，平均吸附时间极小，从吸附角度 看，可以将它们称为气体。
薄膜的形成——3.1凝结过程
二、表面扩散过程
吸附原子的表面扩散是凝结的必要条件 原子扩散——形成原子对——凝结 表面扩散势垒 脱附活化能
薄膜的形成——3.2核形成与生长
二、熔接过程：在极短的时间内，两个相邻的核心之间形成了直接接 触，并很快完成了相互吞并过程。表面自由能的降低趋势仍是整个
过程的驱动力。原子的表面扩散较体内扩散机制对熔结过程的贡献
大； 三、原子团迁移或者岛的迁移：在衬底上的原子团还具有相当的活动
高一生物必修一第三章知识点
高一生物必修一第三章知识点生物在高考理综试卷中占有举足轻重的思维，想要学好理科生物，就要找对生物学习方法。
这次小编给大家整理了高一生物必修一第三章知识点，供大家阅读参考。
第一节细胞膜——系统的边界知识网络一、制备细胞膜的方法(实验)原理：渗透作用(将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，内容物流出，得到细胞膜)选材：人或其它哺乳动物成熟红细胞，没有细胞壁，没有细胞核和众多细胞器。
提纯方法：差速离心法细节：取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水)二、细胞膜主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类细胞膜成分特点：脂质中磷脂最丰富(还有胆固醇)，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多，不同细胞的细胞膜的差别主要是膜上蛋白质种类数量不同。
与生活联系：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白(AFP)，癌胚抗原(CEA)，糖蛋白减少。
三、细胞膜功能：①将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定②控制物质出入细胞(选择透过性膜，只有活细胞有此特性)③进行细胞间信息交流方式一：间接交流。
如内分泌细胞产生激素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
方式二：直接交流。
相邻的两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。
例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。
方式三：通道交流。
相邻的两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
前两种方式一般需要受体。
三、细胞壁植物：纤维素和果胶(原核生物：肽聚糖) 作用：支持和保护第二节细胞器——系统内的分工合作分离各种细胞器的方法：差速离心法细胞膜、细胞壁、细胞核、细胞质均不是细胞器。
一、细胞器之间分工1.线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所。
双层膜(内膜向内折叠形成脊)，分布在动植物细胞体内。
2.叶绿体：进行光合作用，“能量转换站”，双层膜，分布在植物的叶肉细胞。
薄膜的干涉与反射实验设计
实验仪器
光源
激光器 白光源
反射镜
平面镜 凹面镜
薄膜样本
薄膜玻璃板 金属薄膜
检测器
光电二极管 CCD相机
总结
薄膜的干涉与反射实验设计是光学实验中的基础 实验之一，通过该实验可以深入了解光波在薄膜 中的传播规律和干涉效应。掌握实验原理和操作 技巧对于光学研究和实践具有重要意义。
● 02
第2章 实验准备
感谢观看
THANKS
期
效果显著
实验效果明显， 观察效果良好
实用性强
实验结果具有实 际应用意义
感谢致辞
在此，我们要特别感 谢参与本次薄膜的干 涉与反射实验设计的 所有参与人员，包括 指导老师、同学助手 以及实验室技术人员 的辛勤工作和支持。 没有你们的付出和配 合，我们无法顺利完 成这次实验，感谢大 家的共同努力和贡献！
观察现象
实验记录
详细记录实验过程中的数 据
准确记录实验中观察到的 现象
记录实验过程中的关键步 骤和结果
实验前思考问题
01 物质的反射特性
如何影响干涉效果？
02 光程差
对实验结果的影响
03 薄膜材料选择
如何选择合适的材料？
备品备件
玻璃片
用于制备薄膜
反射镜
将光线反射至薄 膜
标尺
测量长度
光源
提供光线
实验准备总结
实验准备是薄膜的干涉与反射实验成功的关键。 学生需要充分了解实验环境，熟悉实验步骤，准 确记录数据，并在实验前做好思考和准备。良好 的实验准备工作可以确保实验过程顺利进行，数 据可靠性高。
● 03
第3章 实验操作
实验操作流程
在进行薄膜的干涉与 反射实验时，首先需 要准备好所需材料和 设备，然后按照流程 图和步骤逐一操作。 确保操作准确无误， 以保证实验结果的可 靠性。
高等光学教程-第3章-参考答案
高等光学教程--第三章参考答案第三章光学薄膜的基本知识3.1 证明在TM 波入射的情况下单层膜的特征矩阵为=22sin cos sin cos j q jq ββββ⎛⎫- ⎪⎪⎪-⎝⎭M式中=2q 220cos /θμεn，其它参数及图示参考§3.1节中图3-2。
图p3-1解答: 模仿教材§3-1中推导TE 波入射情况下求特征矩阵所用的方法。
在界面I 处： 2II 2I 1I 1I I cos cos cos cos θθθθrt r i E E E E E '-=-= (p3.1-1) II I I I I rt r i H H H H H '+=+= (p3.1-2) 由非磁性介质中E 和的关系式H E s H ⨯=n 0με (p3.1-2)式化为 )()(II I 20I I 100I rt r i E E n E E n H '+=-=μεμε (p3.1-3) 在界面II 处： 3II 2II 2II II cos cos cos θθθt r i E E E E =-= (p3.1-4)II II II II t r i H H H H =+= (p3.1-5)由(p3.1-3)式，(p3.1-5)式化为II 30II II 200II )(t r i E n E E n H μεμε=+=(p3.1-6) 两个界面上的电矢量有关系式II tI II II j i j r r E E eE E eββ-⎧=⎪⎨'=⎪⎩ (p3.1-7)(p3.1-8)由(p3.1-7)和(p3.1-8)两式，(p3.1-4)、(p3.1-6)两式化为II tI 2I 2II2tI I cos cos (p3.1-9)(p3.1-10)()j j r j j r E E e E e H E e E e ββββθθ--'⎧=-⎪⎨'=+⎪⎩由(p3.1-9)和(p3.1-10)两式解出tI 2II 2II cos E E θ⎫=⎪⎪⎭H + (p3.1-11) 和 βθμεμεθj re n E n H E --='220II 20II 2II cos 2cos (p3.1-12)将(p3.1-11)、(p3.1-12)式代入(p3.1-1)式，并令有 II 2II 1sin cos H q j E E ββ-=(p3.1-13) 22q =用同样的方法得到II II 2I cos sin H E jq H ββ+-= (p3.1-14)由(p3.1-13)和(p3.1-14)式⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡II II 22I I cos sin sin cos H E jq q jH E ββββ ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=ββββcos sin sin cos 22I jq q j M∴式中 2202cos θμεn q =3.2 如图p3-2所示，有一单层介质膜，入射光由折射率为的介质经过界面I 、单层膜及界面II 后进入折射率为 的衬底，入射光在界面I 和界面II 一次反射的振幅反射率分别为和，一次透射的振幅透射率分别为和。
薄膜物理 第3章 溅射法
(thermalized spike) 效应。
返 回
3.2 气体放电现象
在讨论气体放电现象之前，我们 先考思一下直流电场作用下物质的溅射现 象。如图3.1所示真空系统，在对系统抽 真空后，充入一定压力的惰性气体，如氩 气。在正负电极间外加电压的作用下，电 极间的气体原子将被大量电离，产生氩离 子和可以独立运动的电子，电子在电场作 用下飞向阳极，氩离子则在电场作用下加 速飞向阴极—靶材料，高速撞击靶材料， 使大量的靶材料表面原子获得相当高的能 量而脱离靶材料的束缚飞向衬底。
（5）工作气压对薄膜质量的影响
溅射气压较低时，入射到衬底表面的原子没有经过很多次碰撞，因而其能量 较高，这有利于提高沉积时原子的扩散能力，提高沉积组织的致密度。 溅射气压的提高使得入射原子的能量降低，这不利于薄膜组织的致密化。
（6）直流溅射装置的缺点
不能独立控制各个工艺参数，如阴极电压、电流以及溅射气压； 使用的气压较高（10Pa左右），溅射速率低，薄膜质量（致密度、纯度）差。 （7）直流溅射装置的改进
表3.2是从沉积原理方面对溅射和蒸发这两种薄膜制备方法 进行的总结与比较
返 回
3.4 溅射沉积装置
靶材：纯金属、合金——通过冶炼或粉末冶金法制备，纯度及致密性较好。
化 合 物———粉末热压法制备，纯度及致密性较差。
主要溅射法： 直流溅射 射频溅射 磁控溅射 离子束溅射 其他溅射法
1 直流溅射
直流溅射又称阴极溅射或二极溅射，适用
于导电性较好各类合金薄膜。
（1）直流溅射设备(如右图） （2）直流溅射的基本原理：
在对系统抽真空后，充入一定 压力的惰性气体，如氩气。在正 负电极间外加电压的作用下，电 极间的气体原子将被大量电离， 产生氩离子和可以独立运动的电 子，电子在电场作用下飞向阳极， 氩离子则在电场作用下加速飞向 阴极—靶材料，高速撞击靶材料， 使大量的靶材料表面原子获得相 当高的能量而脱离靶材料的束缚 飞向衬底。
高中生物必修一第三章知识点总结
第三章第一节细胞膜——系统的边界一、细胞膜的成分1.制备生物膜：①取材：细胞原因：没有和众多的、没有。
②原理：细胞放到中，细胞吸水，细胞内容物流出，可得到细胞膜。
③再经过和方法，可获得较纯净的细胞膜。
④结果：消失，体积，细胞，内容物流出，获得细胞膜。
注意：①红细胞用生理盐水，作用②注意该盖玻片的方法，防止出现③用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸走。
④滴蒸馏水操作在杂物台上进行，载物台应保持水平。
否则易使蒸馏水流走。
⑤实验中，持续观察细胞的变化与引流前观察到的细胞形态形成对照。
2.细胞结构①细胞膜的主要成分：和，还有少量的注意：不同种类的细胞，细胞膜的成分含量不完全相同；不同生理状态下细胞膜的成分和功能不同。
②细胞膜成分的特点：组成细胞膜的脂质中，含量最丰富，功能越复杂的细胞膜，的种类和数量越多。
二、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流①图A通过信号分子完成交流②图B两细胞间交流，例如③图C相邻两个细胞之间形成，携带信息的物质通过进入另一个细胞，例如高等植物细胞之间形成三、细胞壁1.主要成分①植物：和②真菌：③细菌：2.主要功能：对植物细胞有和的作用。
3.特性：细胞膜对细胞内外的物质具有性，而细胞壁具有性。
明辨正误1.细胞膜难以杜绝所有对细胞有害物质的进出，说明其控制作用进出的能力是有限的。
（）2.植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用。
（）3.细胞间的信息交流都依靠于信息分子和受体的识别。
（）4.植物细胞与细菌细胞都有细胞壁，细胞壁的主要成分均为纤维素和果胶。
（）5.细胞膜的主要成分是蛋白质，磷脂和多糖。
（）6.细胞膜中不含胆固醇。
（）7.细胞膜中的糖主要是纤维素。
（）3.哺乳动物成熟的红细胞中没有除细胞膜之外的其他膜结构。
（）第三章第二节细胞器——系统内的分工合作一、细胞器之间的分工4.双层膜的细胞器项目线粒体叶绿体（）（）亚显微结构（）（）（）（）（）（）增大膜面积方式功能分布酶的种类和分布与有氧呼吸有关的酶分布于与光合作用有关的酶分布于和中和中相同点①都具有层膜；②都含有少量的和；③都与能量转换有关；5.单层膜的细胞器细胞器名称结构功能分布①参与细胞内蛋白质内质网的和；②以及的合成。
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Cloud
Cloud Earth surface -- ground
Natural rain Snow Hail
Thunder storm Dust, Pollution
Environmental protection
substrate
Target/evaporated source Substrate surface
（1）物态 气 态 液 态 固 态(thin solid film)
（2）结晶态：
非晶态： 晶态
（3）化学角度
有 机 薄 膜 无 机 薄 膜
（4）组成
金 属 薄 膜 非 金 属 薄 膜
（5）物性
硬 质 薄 膜 声 学 薄 膜 热 学 薄 膜 金 属 导 电 薄 膜 半 导 体 薄 膜 超 导 薄 膜 介 电 薄 膜 磁 阻 薄 膜 光 学 薄 洞
沟道
(2) 层生长型 特点：沉积原子在衬底的表面以单原子层的形式均 匀地覆盖一层，然后再在三维方向上生长第二层、 第三层……。
一般在衬底原子与沉积原子之间的键能接近于沉积 原子相互之间键能的情况下（共格）发生这种生长 方式的生长。
以这种方式形成的薄膜，一般是单晶膜。例如在Au 衬底上生长Pb单晶膜、在PbS衬底上生长PbSe单晶膜
要考虑的因素：
θ
面
r
φ
dω
微面蒸发源
距基片中心为δ距离的膜厚为：
微面源：
t
t0
1
h
2 －2
δθ
基片表面
h φ
r dω
点 源：
t
t0
1
h
2
－3 2
δ
基片表面
θ
h
r dω
微面蒸发源
点源点蒸：发源
蒸发源的加热方式
➢ 电阻加热法 ➢ 电子束加热法 ➢ 高频感应加热，电弧加热，激光加热法
电阻加热法 • 电阻作为蒸发源，通过电流受热后蒸发成膜。 • 使用的材料有：W、Mo、Nb、Ta及石墨等。
点蒸发源
点源可以是向任何方向蒸发。
基片表面
md
S
M0 cos 4 r2
r
θ dω
立体角dω内，物 质蒸发的质量为：
dm0
M0d 4
基片上单位面积 附着物质量为：
点蒸发源
微面蒸发源
立体角dω内，物 质蒸发的质量为：
dm M0 cosd
基片上单位面积
附着物质量为：
me
S
M0
cos r2
cos
基片表
薄膜的一个重要参数
厚度，决定薄膜性能、质量 通常，膜厚 < 数十μm， 一
般在1μm 以下。
3. 薄膜应用
光学薄膜、集成电路、太阳能电池、液晶显示膜、 光盘、磁盘、刀具硬化膜、建筑镀膜制品、塑料金 属化制品
4.代表性的制备方法按物理、化学角度 来分，有：
1) 物理成膜 PVD 2) 化学成膜 CVD
3.2 薄膜的形成机理
薄膜的生长过程分为以下三种类型：
(1) 核生长型 (2) 层生长型 (3) 层核生长型
(1) 核生长型
特点：到达衬底上的沉积原子首先凝聚成核，后 续飞来的沉积原子不断聚集在核附近，使核在三 维方向上不断长大而最终形成薄膜。
这种类型的生长一般在衬底晶格和沉积膜晶 格不相匹配（非共格）时出现，大部分的薄膜的 形成过程属于这种类型。
Atomic rain Clusters Particles Discharge Impurity, Contamination
Vacuum
3.4.1 蒸发的分子动力学基础 气相分子的流量
蒸发速率
1
mJ
7.75
p
m T
2
kg
m2 s
到达基片的分子数与 蒸发分子数的比率：
N
N0
exp
x L
基片的清洗 基片的清洗方法应根据薄膜生长方法和薄膜使用 目的来确定
➢使用洗涤剂清洗 ➢化学药品和溶剂清洗 ➢超声波清洗 ➢离子轰击清洗 ➢烘烤清洗：
3.4 物理气相沉积
1). 定义 利用蒸发、溅射沉积或复合的技术，不涉及到化
学反应,成膜过程基本是一个物理过程而完成薄膜生 长过程的技术,以PVD为代表。 2). 成膜方法与工艺 真空蒸发镀膜 溅射镀膜 离子成膜
3). 物理气相沉积－－真空蒸镀
真空室 （钟罩）
真空蒸镀是将
基片
膜厚计
待成膜的物质置于
挡板
薄膜材料
真空中进行蒸发或
蒸发源
升华，使之在工件
中间室
或基片表面析出的
高真空泵
电流引入线
过程。
真空蒸发镀膜
形成薄膜经历三个过程： 1) 蒸发或升华。通过一定加热方式使被蒸发材料
受热蒸发或升华，由固态或液态变成气态。
2) 输运到衬底。气态原子或分子在真空状态及一 定蒸气压条件下由蒸发源输运到衬底。
3) 吸附、成核与生长。通过粒子对衬底表面的碰 撞，衬底表面对粒子的吸附以及在表面的迁移 完成成核与生长过程。
原子层的晶体生长“世界”与自然世界的比拟
Natural World
“Atomic-World”
target
材料合成与制备方法
第三章 薄膜的制备
3.1 薄膜材料基础
（1）. 薄膜材料的概念 采用一定方法，使处于某种状态的一种或几种物
质（原材料)的基团以物理或化学方式附着于衬底材 料表面，在衬底材料表面形成一层新的物质，这层 新物质就是薄膜。
简而言之，薄膜是由离子、原子或分子的沉积过程 形成的二维材料。
（2）. 薄膜分类
气体分子平均自由程：
一个分子在连续两次碰撞之间所经过的直线路程
(即自由程)长度不尽相同，将各段自由程取平均
值，即为平均自由程。
L
2
4kT r r'
2
p
3.4.2 蒸发源
l L
D
（a）克努曾盒型（b）自由挥发型 （c）坩埚型
• 应具备的条件 (1) 能加热到平衡蒸气压时的蒸发温度； (2) 要求坩锅材料具有化学稳定性； (3) 能承载一定量的待蒸镀材料。
(3) 层核生长型
特点：生长机制介于核生长型和层生长型的中间 状态。
在半导体表面形成金属膜时常呈现这种方式 的生长。例如在Ge表面上沉积Cd，在Si表面上沉 积Bi、Ag等都属于这种类型。
3.3基片的类型：
薄膜涂层本身不能单独作为一种材料 来使用，必须和基片结合起来才能发挥其 作用。
➢玻璃基片 ➢陶瓷基片 ➢单晶基片 ➢金属基片
核生长型薄膜生长的四个阶段：
a. 成核：
b. 晶核长大并形成较大的岛
c. 岛与岛之间聚接形成含有空沟道的网络
d. 沟道被填充
在薄膜的生长过程中，当晶核一旦形成并达到一定 尺寸之后，另外再撞击的离子不会形成新的晶核， 而是依附在已有的晶核上或已经形成的岛上。分离 的晶核或岛逐渐长大彼此结合便形成薄膜。