薄膜物理与技术要点总结薄膜物理与技术要点总结.doc

第一章 最可几速率：根据麦克斯韦速率分布规律，可以从理论上推得分子速率在处有极大值，称为最可几速率,Vm速度分布 平均速度:，分子运动平均距离 均方根速度:平均动能 真空的划分：粗真空、低真空、高真空、超高真空。 真空计：利用低压强气体的热传导和压强有关； (热偶真空计) 利用气体分子电离；（电离真空计） 真空泵：机械泵、扩散泵、分子泵、罗茨泵 机械泵：利用机械力压缩和排除气体 扩散泵：利用被抽气体向蒸气流扩散的想象来实现排气作用 分子泵：前级泵利用动量传输把排气口的气体分子带走获得真空。 平均自由程：每个分子在连续两次碰撞之间的路程称为自由程；其统计平均值成为平均自由程。 常用压强单位的换算 1Torr=133.322 Pa 1 Pa=7.5×10-3 Torr 1 mba=100Pa 1atm=1.013*100000Pa 真空区域的划分、真空计、各种真空泵 粗真空 1×105 to 1×102 Pa 低真空 1×102 to 1×10-1 Pa 高真空 1×10-1 to 1×10-6 Pa 超高真空 1×10-6 Pa 旋转式机械真空泵 油扩散泵 复合分子泵 属于气体传输泵，即通过气体吸入并排出真空泵从而达到排气的目的 分子筛吸附泵 钛升华泵 溅射离子泵 低温泵 属于气体捕获泵，即通过各种吸气材料特有的吸气作用将被抽气体吸除，以达到所需真空。 不需要油作为介质，又称为无油泵 绝对真空计： U型压力计、压缩式真空计 相对真空计： 放电真空计、热传导真空计、电离真空计 机械泵、扩散泵、分子泵的工作原理，真空计的工作原理 第二章 1.什么是饱和蒸气压？蒸发温度？ 饱和蒸气压：在一定温度下，真空室内蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力 蒸发温度：物质在饱和蒸气压为10-2托时的温度。 2.克--克方程及其意义？ 克-克方程，可以知道饱和蒸气压和温度的关系，对于薄膜的制作技术有重要实际意义, 帮助我们合理地选择蒸发材料和确定蒸发条件. 3.蒸发速率、温度变化对其的影响？ 根据气体分子运动论，在气体压力为P时，单位时间内碰撞单位面积器壁上的分子数量，即碰撞分子流量（通量或蒸发速率）J： 在蒸发源以上温度蒸发，蒸发源温度的微小变化即可以引起蒸发速率发生很大变化。 4.平均自由程与碰撞几率的概念？ 气体分子处于不规则的热运动状态，每个气体分子在连续两次碰撞之间的路程称为“自由程”，其统计平均值称为“平均自由程”。或者 粒子在两次碰撞之间所飞行的平均距离称为蒸发分子的平均自由程。 蒸发材料分子能与真空室中残余气体分子相互碰撞的数目占总的蒸发材料分子的百分数。 热平衡条件下，单位时间通过单位面积的气体分子数为气体分子对基板的碰撞率。 7.MBE的特点？ 外延: 在一定的单晶材料衬底上，沿衬底某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。 MBE可以严格控制薄膜生长过程和生长速率。MBE虽然也是以气体分子论为基础的蒸发过程，但它并不以蒸发温度为控制参数，而是以四极质谱、原子吸收光谱等近代分析仪器，精密控制分子束的种类和强度。 MBE是一个超高真空的物理淀积过程，即不需要中间化学反应，又不受质量输运的影响，利用快门可对生长和中断进行瞬时控制。薄膜组成和掺杂浓度可以随源的变化作迅速调整。 MBE的衬底温度低，降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应和衬底杂质对外延层自掺杂扩散的影响。 MBE是一个动力学过程，即将入射的中性粒子（原子或分子）一个一个地堆积在衬底上进行生长，而不是一个热力学过程，所以它可以生长普通热平衡生长难以生长的薄膜。 MBE生长速率低，相当于每秒生长一个单原子层，有利于精确控制薄膜厚度、结构和成分，形成陡峭的异质结结构。特别适合生长超晶格材料。 MBE在超高真空下进行，可以利用多种表面分析仪器实时进行成分、结构及生长过程分析，进行科学研究。 8.膜厚的定义？监控方法？ 厚度：是指两个完全平整的平行平面之间的距离，是一个可观测到实体的尺寸。理想薄膜厚度：基片表面到薄膜表面之间的距离。由于实际上存在的表面是不平整和不连续的，而且薄膜内部还可能存在着针孔、杂质、晶体缺陷和表面吸附分子等，所以要严格的定义和测准薄膜的厚度实际上比较困难的。膜厚的定义，应该根据测量的方法和目的来决定。 称重法（微量天平法 石英晶体振荡法 ） 电学方法（电阻法 电容法 电离式监控记法） 光学方法（光吸收法 光干涉法 等厚干涉条纹法） 触针法（差动变压器法 阻抗放大法 压电元件法 P50 第三章 1.溅射镀膜和真空镀膜的特点？ 优点：1.任何物质都可以溅射，尤其是高熔点、低蒸气压元素化合物2.溅射膜和基板的