薄膜制备技术
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在单色光的照射下，玻璃片和薄膜之间光的反射将导致干涉现象
的出现。出现光的干涉极大的条件为薄膜（或衬底）与玻璃片之 间的距离S引起的光程差为光波长的整倍，即
为光在玻璃片和薄膜表面发两次反射 时造成的相位移动；N为任意正整数。由 于从玻璃片表面的反射和从薄膜表面的 反射均为向空气中的反射，因而两次反
射造成的相位移动之和等于2π，即光干
薄膜制备技术
Technology of Thin Film Growth
张福俊
Key Laboratory of Luminescence and Optical information, Ministry of Education
薄膜材料的表征方法
针对不同的薄膜特性，需要采用不同的研究手段。在 早期研究光学涂层薄膜材料时，研究的重点主要围绕薄
涉形成极大的条件为
薄膜厚度的测量广泛用到了工作光学方法。这是因为，光
学方法不仅可被用于透明薄膜，还可被用于不透明薄膜；不仅
使用方便，而且测量精度较高。这类方法多利用光的干涉现象 作为测量的物理基础。
1.1光的干涉条件
观察到干涉极小的条件是 光程差等于
但在实际使用上式时，还有考虑光在不同物质界面上反射时
的相位移动。具体说来，在正入射的情况下，光在反射回光疏 物质中时，光的相位移动等于π，即相当于光程要移动半个波长； 光在反射回光密物质中时其相位不变。而透射光在两种情况下 均不发生相位变化。
1.2不透明薄膜厚度测量的等厚干涉（FET）和等色 干涉（FECO）法
如果在薄膜沉积时或在沉积后能在待测薄膜上制备出一个 台阶的话，即可利用等厚干涉或等色干涉的方法方便地测量
台阶的高度。
首先，在薄膜的台阶上下均匀地沉积一层高反射率的金属层，如 Al或者Ag。然后在薄膜上覆盖上一块半反射半透射的平板玻璃片。
关心的几个方面。
1.薄膜厚度的测量 不论是光学涂层，还是为各种电子器件制备的沉积层，
均需要测量了解其厚度。但根据薄膜的不同，其测量方法
也是多种多样的。表1.1列举了各种薄膜厚度测量技术的 应用范围和特点。在这些方法中，多数方法只能在薄膜制 备完成以后使用，只有少数方法属于实时的测量技术。
1.1.1 薄膜厚度的光学测量
果没有这些分析手段的建立和广泛使用，就没有现代意
义上的薄膜材料制备技术。
同时，也正是由于薄膜分析手段的多样化，使得本章 的讨论只能集中涉及一些使用得较为广泛的方法，这 包括： •薄膜的厚度测量 •薄膜形貌和结构的表征 •薄膜成分的分析 •薄膜附着力的测量
这些薄膜特性也正是各种薄膜制备与应用领域都普遍
膜的厚度，它的均匀性以及它的光学性能。在电子技术
发展以后，人们对薄膜的研究相应地扩展到了薄膜的各
种特征、成分分布、界面性质以及电学性质。目前，随
着薄膜材料应用的多样化，其研究手段和对象也越来越 广泛。特别是在对各种微观物理现象利用的基础上，发 展出了一系列的新的薄膜结构和成分的分析手段，这为 对薄膜材料的深入分析提供了现实可能性。可以说，如
在单色光的照射下，玻璃片和薄膜之间光的反射将导致干涉现象
的出现。出现光的干涉极大的条件为薄膜（或衬底）与玻璃片之 间的距离S引起的光程差为光波长的整倍，即
为光在玻璃片和薄膜表面发两次反射 时造成的相位移动；N为任意正整数。由 于从玻璃片表面的反射和从薄膜表面的 反射均为向空气中的反射，因而两次反
射造成的相位移动之和等于2π，即光干
薄膜制备技术
Technology of Thin Film Growth
张福俊
Key Laboratory of Luminescence and Optical information, Ministry of Education
薄膜材料的表征方法
针对不同的薄膜特性，需要采用不同的研究手段。在 早期研究光学涂层薄膜材料时，研究的重点主要围绕薄
涉形成极大的条件为
薄膜厚度的测量广泛用到了工作光学方法。这是因为，光
学方法不仅可被用于透明薄膜，还可被用于不透明薄膜；不仅
使用方便，而且测量精度较高。这类方法多利用光的干涉现象 作为测量的物理基础。
1.1光的干涉条件
观察到干涉极小的条件是 光程差等于
但在实际使用上式时，还有考虑光在不同物质界面上反射时
的相位移动。具体说来，在正入射的情况下，光在反射回光疏 物质中时，光的相位移动等于π，即相当于光程要移动半个波长； 光在反射回光密物质中时其相位不变。而透射光在两种情况下 均不发生相位变化。
1.2不透明薄膜厚度测量的等厚干涉（FET）和等色 干涉（FECO）法
如果在薄膜沉积时或在沉积后能在待测薄膜上制备出一个 台阶的话，即可利用等厚干涉或等色干涉的方法方便地测量
台阶的高度。
首先，在薄膜的台阶上下均匀地沉积一层高反射率的金属层，如 Al或者Ag。然后在薄膜上覆盖上一块半反射半透射的平板玻璃片。
关心的几个方面。
1.薄膜厚度的测量 不论是光学涂层，还是为各种电子器件制备的沉积层，
均需要测量了解其厚度。但根据薄膜的不同，其测量方法
也是多种多样的。表1.1列举了各种薄膜厚度测量技术的 应用范围和特点。在这些方法中，多数方法只能在薄膜制 备完成以后使用，只有少数方法属于实时的测量技术。
1.1.1 薄膜厚度的光学测量
果没有这些分析手段的建立和广泛使用，就没有现代意
义上的薄膜材料制备技术。
同时，也正是由于薄膜分析手段的多样化，使得本章 的讨论只能集中涉及一些使用得较为广泛的方法，这 包括： •薄膜的厚度测量 •薄膜形貌和结构的表征 •薄膜成分的分析 •薄膜附着力的测量
这些薄膜特性也正是各种薄膜制备与应用领域都普遍
膜的厚度，它的均匀性以及它的光学性能。在电子技术
发展以后，人们对薄膜的研究相应地扩展到了薄膜的各
种特征、成分分布、界面性质以及电学性质。目前，随
着薄膜材料应用的多样化，其研究手段和对象也越来越 广泛。特别是在对各种微观物理现象利用的基础上，发 展出了一系列的新的薄膜结构和成分的分析手段，这为 对薄膜材料的深入分析提供了现实可能性。可以说，如