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《薄膜物理與技術(shù)基本概念常識大全》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、薄膜物理基礎(chǔ)知識大全第一章:最可幾速度:平均速度:均方根速度:平均自由程:每個分子在連續(xù)兩次碰撞之間的路程稱為自由程;其統(tǒng)計平均值成為平均自由程。常用壓強單位的換算1Torr=133.322Pa1Pa=7.5×10-3Torr1mba=100Pa1atm=1.013*100000Pa真空區(qū)域的劃分、真空計、各種真空泵粗真空1×105to1×102Pa低真空1×102to1×10-1Pa高真空1×10-1to1×10-6Pa超高真空<1×10-6Pa旋轉(zhuǎn)式機械真空泵油擴散泵復(fù)合分子泵屬于氣體傳輸泵,即通過氣體吸入并排出真空泵從而達到排
2、氣的目的分子篩吸附泵鈦升華泵濺射離子泵低溫泵屬于氣體捕獲泵,即通過各種吸氣材料特有的吸氣作用將被抽氣體吸除,以達到所需真空。不需要油作為介質(zhì),又稱為無油泵絕對真空計:U型壓力計、壓縮式真空計相對真空計:放電真空計、熱傳導(dǎo)真空計、電離真空計機械泵、擴散泵、分子泵的工作原理,真空計的工作原理第二章:1.什么是飽和蒸氣壓、蒸發(fā)溫度?在一定溫度下,真空室內(nèi)蒸發(fā)物質(zhì)的蒸氣與固體或液體平衡過程中所表現(xiàn)出來的壓力規(guī)定物質(zhì)在飽和蒸氣壓為10-2Torr時的溫度2.克-克方程及其意義?3.蒸發(fā)速率、溫度變化對其影響?根據(jù)氣體分子運動論,在氣體壓力為P
3、時,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁上的分子數(shù)量,即碰撞分子流量(通量或蒸發(fā)速率)J:蒸發(fā)源溫度微小變化就可以引起蒸發(fā)速率的很大變化4.平均自由程與碰撞幾率的概念。蒸發(fā)分子在兩次碰撞之間所飛行的平均距離9熱平衡條件下,單位時間通過單位面積的氣體分子數(shù)為1.點蒸發(fā)源和小平面蒸發(fā)源特性?能夠從各個方向蒸發(fā)等量材料的微小球狀蒸發(fā)源稱為點蒸發(fā)源(點源)。這種蒸發(fā)源的發(fā)射特性具有方向性,使得在alpha角方向蒸發(fā)的材料質(zhì)量和cos(alpha)成正比。2.拉烏爾定律?如何控制合金薄膜的組分?在定溫下,在稀溶液中,溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┱魵鈮撼艘匀芤?/p>
4、中溶劑的物質(zhì)的量分數(shù)在真空蒸發(fā)法制作合金薄膜時,為保證薄膜組成,經(jīng)常采用瞬時蒸發(fā)法、雙蒸發(fā)源法等。3.MBE的特點?(分子束外延)外延:在一定的單晶材料襯底上,沿襯底某個指數(shù)晶面向外延伸生長一層單晶薄膜。1)MBE可以嚴格控制薄膜生長過程和生長速率。MBE雖然也是以氣體分子論為基礎(chǔ)的蒸發(fā)過程,但它并不以蒸發(fā)溫度為控制參數(shù),而是以四極質(zhì)譜、原子吸收光譜等近代分析儀器,精密控制分子束的種類和強度。2)MBE是一個超高真空的物理淀積過程,即不需要中間化學反應(yīng),又不受質(zhì)量輸運的影響,利用快門可對生長和中斷進行瞬時控制。薄膜組成和摻雜濃度可以
5、隨源的變化作迅速調(diào)整。3)MBE的襯底溫度低,降低了界面上熱膨脹引入的晶格失配效應(yīng)和襯底雜質(zhì)對外延層自摻雜擴散的影響。4)MBE是一個動力學過程,即將入射的中性粒子(原子或分子)一個一個地堆積在襯底上進行生長,而不是一個熱力學過程,所以它可以生長普通熱平衡生長難以生長的薄膜。5)MBE生長速率低,相當于每秒生長一個單原子層,有利于精確控制薄膜厚度、結(jié)構(gòu)和成分,形成陡峭的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。特別適合生長超晶格材料。6)MBE在超高真空下進行,可以利用多種表面分析儀器實時進行成分、結(jié)構(gòu)及生長過程分析,進行科學研究。4.膜厚的定義?監(jiān)控方法?厚度
6、:是指兩個完全平整的平行平面之間的距離。理想薄膜厚度:基片表面到薄膜表面之間的距離。監(jiān)控方式見書上詳解P50第二章:1.濺射鍍膜與真空鍍膜相比,有何特點?1)任何物質(zhì)都可以濺射,尤其是高熔點金屬、低蒸氣壓元素和化合物;2)濺射薄膜與襯底的附著性好;3)濺射鍍膜的密度高、針孔少,膜層純度高;4)膜層厚度可控性和重復(fù)性好。5)濺射設(shè)備復(fù)雜,需要高壓裝置;6)成膜速率較低(0.01-0.5mm)。2.正常輝光放電和異常輝光放電的特征?在正常輝光放電區(qū),陰極有效放電面積隨電流增加而增大,從而使有效區(qū)內(nèi)電流密度保持恒定。當整個陰極均成為有效放
7、電區(qū)域后,只有增加陰極電流密度,才能增大電流,形成均勻而穩(wěn)定的“異常輝光放電”,并均勻覆蓋基片,這個放電區(qū)就是濺射區(qū)域。3.射頻輝光放電的特點?i.在輝光放電空間產(chǎn)生的電子可以獲得足夠的能量,足以產(chǎn)生碰撞電離;ii.由于減少了放電對二次電子的依賴,降低了擊穿電壓;iii.射頻電壓可以通過各種阻抗偶合,所以電極可以是非金屬材料。91.濺射的概念及濺射參數(shù)。濺射是指荷能粒子轟擊固體表面(靶),使固體原子或者分子從表面射出的現(xiàn)象。1)濺射閾值2)濺射率及其影響因素3)濺射粒子的速度和能量分布4)濺射原子的角度分布5)濺射率的計算2.濺射機
8、理濺射現(xiàn)象是被電離氣體的離子在電場中加速并轟擊靶面,而將能量傳遞給碰撞處的原子,導(dǎo)致很小的局部區(qū)域產(chǎn)生高溫,使靶材融化,發(fā)生熱蒸發(fā)。濺射完全是一個動量轉(zhuǎn)移過程該理論認為,低能離子碰撞靶時,不能直接從表面濺射出原子,而是把動量傳遞給被碰