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真空镀膜电子书

“真空科学技术丛书”已出版如下分册,请同时关注: 真空科学技术丛书--真空镀膜 真空科学技术丛书--超高真空 真空科学技术丛书--真空冶炼 真空科学技术丛书--真空蒸馏 真空科学技术丛书--纳米科技基础 真空科学技术丛书--宇宙真空学 真空科学技术丛书--真空干燥技术 真空科学技术丛书--真空技术常用数据表

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作       者:李云奇 编著

出  版  社:化学工业出版社

出版时间:2012-08-01

字       数:27.7万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 航空/电子

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  本书是本着突出近代真空镀膜技术步,注重系统性、强调实用性而编著的。全书共11章,内容包涵了真空镀膜中物理基础,各种蒸发源与溅射靶的设计、特、使用要求,各种真空镀膜方法以及薄膜的测量与监控,真空镀膜工艺对环境的要求等。本书具有权威性、实用性和通用性。本书可作为从事真空镀膜技术的技术人员、真空专业的本科生、研究生教材使用,亦可供镀膜、表面改型等专业和真空行业技术人员参考。 本书是本着突出近代真空镀膜技术步,注重系统性、强调实用性而编著的。全书共11章,内容包涵了真空镀膜中物理基础,各种蒸发源与溅射靶的设计、特、使用要求,各种真空镀膜方法以及薄膜的测量与监控,真空镀膜工艺对环境的要求等。本书具有权威性、实用性和通用性。本书可作为从事真空镀膜技术的技术人员、真空专业的本科生、研究生教材使用,亦可供镀膜、表面改型等专业和真空行业技术人员参考。
【推荐语】
“真空科学技术丛书”已出版如下分册,请同时关注: 真空科学技术丛书--真空镀膜 真空科学技术丛书--超高真空 真空科学技术丛书--真空冶炼 真空科学技术丛书--真空蒸馏 真空科学技术丛书--纳米科技基础 真空科学技术丛书--宇宙真空学 真空科学技术丛书--真空干燥技术 真空科学技术丛书--真空技术常用数据表
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《真空科学技术丛书》编写人员名单

丛书序

前言

第1章 真空镀膜概念

1.1 概述

1.2 影响固体表面结构、形貌及其性能的因素[5]

1.2.1 原子和分子构成固体物质

1.2.2 多晶体物质结构

1.2.3 材料受到的各种应力负荷

1.2.4 材料加工所带来的缺陷

1.2.5 基片表面涂敷硬质薄膜的必要性

1.3 真空镀膜及其工艺特点和应赋予涂层的功能

1.4 薄膜的特征

1.4.1 薄膜的结构特征

1.4.2 金属薄膜的电导特征

1.4.3 金属薄膜电阻温度系数特征

1.4.4 薄膜的密度特征

1.4.5 薄膜的时效变化特征

1.5 薄膜的应用

1.5.1 电子工业用薄膜

1.5.2 光学工业中应用的各种光学薄膜

1.5.3 机械、化工、石油等工业中应用的硬质膜、耐蚀膜和润滑膜

1.5.4 有机分子薄膜

1.5.5 民用及食品工业中的装饰膜和包装膜

1.6 真空镀膜的发展历程及最新进展

参考文献

第2章 真空镀膜技术基础

2.1 真空镀膜物理基础

2.1.1 真空及真空状态的表征和测量

2.1.2 气体的基本性质

(1)气体与蒸气[3]

(2)蒸发凝结与饱和蒸气压

(3)气体定律及理想气体状态方程

① 气体实验定律

② 道尔顿定律

③ 阿伏加德罗定律

④ 理想气体的状态方程

(4)气体分子运动论基础

① 气体分子的热运动速度

② 理想气体的压力基本公式

③ 气体分子的平均自由程

(5)气体分子的热流现象

2.1.3 气体的流动与流导

(1)气体流动状态的分类及判别

(2)真空泵的抽气速率与气体在管路中的流导[7]

2.1.4 气体分子与固体表面的相互作用

(1)气体分子在固体表面上的吸附

① 物理吸附[8]

② 化学吸附[8]

(2)吸附概率与吸附时间

2.2 真空镀膜低温等离子体基础

2.2.1 等离子体及其分类与获得

2.2.2 低气压下气体的放电

2.2.2.1 等离子体带电粒子的运动形式

(1)气体粒子的热运动

(2)带电粒子在电场作用下的迁移运动

(3)沿带电粒子浓度递减方向的扩散运动[10]

2.2.2.2 气体放电过程中粒子间的碰撞及其能量的转换

(2)非弹性碰撞

2.2.2.3 气体的激发和电离

(1)气体的激发和电离过程

(2)气体激发和电离的几种类型

① 电子碰撞引起的原子和分子的激发和电离

② 离子与中性粒子碰撞引起的激发与电离

④ 由光子引起的光致电离或光致激发

(3)电子在碰撞中所产生的激发与电离效果

(4)带电粒子的复合

① 带电粒子在空间的复合

② 带电粒子在器壁表面上的复合

③ 带电粒子在电极上的复合

2.2.3 低气压下气体放电的类型

2.2.4 低气压下冷阴极气体辉光放电

2.2.4.1 低气压下冷阴极气体辉光放电区域分布

2.2.4.2 低气压下冷阴极放电的伏安特性

(1)非自持暗放电的ABC段

(2)具有暗放电特性的CD段

(3)电压下降特性的DE段

(4)正常辉光放电的EF段

(5)异常辉光放电的FG段

(6)具有下降特性的GH段

(7)没有下降特性的HK段

2.2.4.3 气体放电的点燃电压

(1)气体放电点燃电压与阴极材料、气体种类及压力的关系

(2)影响点燃电压的因素

2.2.4.4 辉光放电等离子体的鞘层及其在镀膜过程中的作用

2.2.5 低气压非自持热阴极弧光放电

(1)低气压非自持热阴极弧光放电的伏安特性

(2)低气压非自持热阴极弧光放电的点燃电压

2.2.6 低气压自持冷阴极弧光放电

(1)自持冷阴极弧光放电的原理

(2)冷阴极弧光放电电弧的引燃方式

2.2.7 磁控辉光放电[17]

(1)真空条件下电子在正交电磁场中的运动

(2)气体中电子在正交电磁场中的运动

(3)磁控辉光放电的点燃电压

(4)磁控辉光放电的伏安特性

2.2.8 空心冷阴极辉光放电

(1)空心冷阴极辉光放电的特点

(2)空心冷阴极辉光放电的物理特征

2.2.9 高频放电

(1)低压高频放电的发生及其放电特征和形式

(2)着火电场强度

2.2.10 等离子体宏观中性特征及其中性空间强度的判别

(1)等离子体宏观中性特征

(2)等离子体中性空间强度的判别

(3)等离子体振荡及等离子体中的鞘层

2.3 薄膜的生长与膜结构[21]

2.3.1 膜的生长过程及影响膜生长的因素

2.3.1.1 薄膜的生长过程及生长方式

(1)核生长型

① 成核阶段

② 小岛阶段

③ 网络阶段

④ 连续薄膜

(2)层生长型

(3)层核生长型

2.3.1.2 影响薄膜生长的因素

(1)基片表面状态对膜生长过程的影响

(2)基片温度对膜生长过程的影响

(3)入射粒子的状态对膜生长的影响

(4)静电效应对膜生长的影响

2.3.2 薄膜的结构及其结构缺陷

2.3.2.1 薄膜的结构[7]

2.3.2.2 薄膜的结构缺陷[21]

(1)薄膜中的错位缺陷

(2)薄膜中的晶界与层错

(3)薄膜中的点缺陷

2.4 薄膜的性质及其影响因素

2.4.1 薄膜的力学性质及其影响因素

2.4.1.1 薄膜的应力

(1)薄膜应力及其产生原因

(2)获得低应力薄膜的方法

① 正确选择基片温度,减小热应力

② 正确选择残余气体压力

③ 淀积速率的选择

④ 膜厚与蒸气入射角的选择

⑤ 适当控制和消除附加内应力

2.4.1.2 薄膜的附着力

(1)对基片的性质、表面状态应严格要求

(2)成膜过程中对基片加热

(3)控制蒸发源的温度与蒸气压

(4)在基片上镀底膜

(5)成膜后进行热处理

2.4.1.3 薄膜的硬度

2.4.2 薄膜的电学性质

2.4.3 薄膜的光学性质及其影响膜折射率的因素[22]

2.4.4 薄膜的磁学性质[21]

参考文献

第3章 蒸发源与溅射靶

3.1 蒸发源

3.1.1 蒸发源及其设计与使用中应考虑的问题

3.1.2 电阻加热式蒸发源

(1)电阻加热式蒸发源的特点、使用要求及选材

(2)工作原理和结构形状及使用特点

(3)电阻加热式蒸发源的热计算

① 膜材蒸发时所需热量

② 热传导损失的热量

③ 热辐射损失的热量

3.1.3 电子束加热式蒸发源

3.1.3.1 电子束加热原理及特点

3.1.3.2 磁偏转式电子束蒸发源

(1)e型枪的结构及其工作原理

(2)e型枪的设计与使用

① e型枪热阴极的参数计算

② 膜材蒸发时所需热量

③ 电子枪水冷系统的供水

④ e型枪用水冷铜坩埚的选用[4]

⑤ 向坩埚内连续送入膜材的装置

⑥ e型枪的电源

⑦ e型枪工作时杂散电子的产生与消除

⑧ 电子枪在蒸发镀与离子镀设备中的使用问题

⑨ 电子枪坩埚的处理问题

3.1.4 空心热阴极等离子体电子束蒸发源

(1)HCD枪的工作原理及特点

(2)HCD枪的结构及其结构上的改进

(3)HCD枪钽管的设计与计算

① 空心阴极材料的选择

② 钽管的热发射电流密度

③ 钽管发射体尺寸的确定

a.内径的选择

b.钽管壁厚

c.钽管长度

d.工作气体氩气的充气量计算

3.1.5 感应加热式蒸发源

(1)感应加热式蒸发源的工作原理及特点

(2)感应加热式蒸发源的结构及设计

① 坩埚设计

a.坩埚几何尺寸的确定

b.坩埚材料的选择

② 电源及其频率的选择

3.1.6 激光加热式蒸发源

3.1.7 辐射加热式蒸发源

3.1.8 蒸发源材料[9]

3.1.9 蒸发源的发射特性及膜层的厚度分布

(1)点蒸发源

① 点蒸发源及其膜层的平均厚度

② 点蒸发源及其在平面上分布的变化率

(2)小平面蒸发源

① 小平面蒸发源及其膜层的平均厚度

② 小平面源对平行平面的蒸发及其膜层厚度在平面上的变化率

(3)环形蒸发源

① 环形线蒸发源

② 环形平面蒸发源

③ 环形柱面蒸发源

(4)矩形平面蒸发源

(5)基片与蒸发源的相对位置

① 点源与基片的相对位置

② 小平面源与基片的相对位置

③ 小基片与蒸发源的相对位置

3.2 溅射靶

3.2.1 溅射靶的结构及其设计要求

3.2.2 溅射靶材[10]

(1)靶材的选用原则及其分类

(2)几种常用靶材的制备[11~15]

① 铬靶

② ITO靶

③ 金及金合金靶

④ 磁性材靶

(3)靶材与阴极背板的连接

① 导电胶粘接法

② 真空钎焊法

③ 机械固定法

④ 公差配合法

⑤ 镶嵌复合法

参考文献

第4章 真空蒸发镀膜

4.1 真空蒸发镀膜技术

4.1.1 真空蒸发镀膜原理及蒸镀条件[1]

(1)膜材的蒸发过程

① 膜材的蒸发温度与蒸气压

② 膜材的蒸发速率

(2)膜材蒸发粒子在气相中的迁逸过程[2]

(3)蒸发粒子到达基片表面上的成膜过程[3]

4.1.2 薄膜材料

(1)纯金属材料

① 铝

② 铬

③ 铜

④ 金

⑤ 镍

⑥ 钯

⑦ 钛

⑧ 钨、钽和钼

⑨ 锌

⑩ 镉

(2)金属合金

4.1.3 合金膜的蒸镀[4]

4.1.4 化合物膜的蒸镀

(1)反应蒸镀法

(2)三温度法

4.1.5 影响真空蒸镀性能的因素

(1)蒸发速率对蒸镀涂层的性能影响

(2)基片温度对蒸发涂层的影响

(3)真空室内残余气体压力对膜层性能的影响

(4)蒸发温度对蒸镀涂层的影响

(5)基体与镀膜室的清洁状态对涂层性能的影响

4.2 分子束外延技术

4.2.1 分子束外延生长的基本原理与过程

4.2.2 分子束外延生长的条件、制备方法与特点[5]

4.2.3 分子束外延生长参数选择

4.2.4 影响分子束外延的因素

(1)外延温度

(2)基片结晶的劈开

(3)压力的影响

(4)残余气体的影响

(5)蒸发速度的影响

(6)基片表面的缺陷——电子束照射的影响

(7)电场的影响

(8)膜厚的影响

4.2.5 分子束外延装置

(1)分子束炉

(2)快门

(3)四极质谱仪

(4)电子衍射仪

(5)俄歇电子谱仪

(6)多自由度样品操作架

(7)分子束炉的液氮屏蔽

(8)超高真空系统[8]

4.3 真空蒸发镀膜设备

4.3.1 真空蒸发镀膜机的类型及其结构

4.3.1.1 间歇式真空蒸发镀膜机

(1)间歇卧式真空蒸发镀膜机的整体结构

(2)多点平面组合式电阻加热式蒸发源的膜厚分布

4.3.1.2 间歇立式真空蒸发镀膜机

4.3.1.3 半连续卷绕式真空蒸发镀膜机[9]

(1)半连续卷绕式真空蒸发镀膜机的适用范围及结构特点

(2)半连续卷绕式蒸发镀膜机的机型及设备系列化的进程

(3)半连续卷绕式蒸发镀膜机的整体组成及真空室体的形状

(4)半连续卷绕式镀膜机的卷绕系统及其控制方法

(5)半连续卷绕式镀膜机卷绕系统的恒速、恒张力控制

① 双电机驱动的带材卷绕系统

② 三电机驱动的带材卷绕系统

③ 四电机驱动带材卷绕系统

(6)半连续卷绕镀膜机的蒸发系统与蒸发源的排列及其膜厚分布[11]

① 丝状膜材的输送机构

② 蒸发源的排列及其膜层厚度的分布

(7)半连续卷绕式蒸发镀膜机中的真空系统[10]

(8)卷绕速度、送铝丝速度和铝膜沉积厚度的关系[12]

(9)电容器用塑膜非金属化表面在蒸镀过程中的屏蔽机构及其改进

(10)卷绕式蒸发镀膜机的开启机构

4.3.1.4 连续卷绕式真空蒸发镀膜机

1.高功率电子枪

2.高真空连续镀膜室

① 电子枪加热部分

② 大坩埚

③ 膜材连续给料装置

3.真空锁气装置及其真空系统的选配

4.带钢的电子束预热装置

4.3.2 真空蒸发镀膜机中的主要构件

(1)工件架

① 球面行星传动工件架

② 摩擦传动工件架

③ 齿轮传动工件架

(2)真空镀膜机的烘烤与测温装置

(3)真空镀膜机的挡板机构

(4)真空镀膜机中的真空动密封组件

4.4 真空蒸发涂层的制备实例

4.4.1 真空蒸镀铝涂层

4.4.2 真空蒸镀Cd(Se,S)涂层[17]

(1)Cd(Se,S)涂层的蒸镀工艺及其性能测试

(2)Se与CdS比值不同时对Cd(Se,S)涂层透过率的影响

(3)Se与CdS比值不同时对Cd(Se,S)涂层的XRD图像的影响

(4)基片温度对Cd(Se,S)涂层的XRD谱图的影响

(5)热处理对Cd(Se,S)涂层的影响

4.4.3 真空蒸镀ZrO2涂层[18]

4.4.4 分子束外延生长金单晶涂层[19]

参考文献

第5章 真空溅射镀膜

5.1 真空溅射镀膜的复兴与发展

5.2 真空溅射镀膜技术

5.2.1 真空溅射镀膜的机理分析及其溅射过程

(1)溅射的机理分析[1]

(2)离子轰击所引起的各种效应

(3)溅射量与溅射产额

(4)影响溅射产额的因素

① 入射离子的能量大小对溅射产额的影响[5]

② 靶材种类对溅射产额的影响

④ 轰击离子的入射角与溅射产额的关系

⑤ 靶材温度对溅射产额的影响

5.2.2 靶材粒子向基体上的迁移过程

5.2.3 靶材粒子在基体上的成膜过程

(1)沉积速率的选择问题

(2)残余气体对沉积薄膜纯度的影响

(3)基片温度对膜层的生长及特性的影响

(4)靶材纯度对膜层质量的影响

(5)溅射电压及基片电位对膜层质量的影响

(6)污染对膜层质量的影响

5.2.4 溅射薄膜的特点及溅射方式

(1)溅射薄膜的特点

① 膜厚可控性和重复性好

② 薄膜与基片的附着力强

③ 制备合金膜和化合物膜时靶材组分与沉积到基体上的膜材组分极为接近

④ 可制备与靶材不同的新的物质膜

⑤ 膜层纯度高质量好

(2)溅射方式

5.2.5 直流溅射镀膜

(1)直流二极溅射原理及溅射过程中的各种效应

(2)三极或四极溅射

(3)直流偏压溅射

5.2.6 磁控溅射镀膜

5.2.6.1 电子在静止电磁场中的运动[6]

5.2.6.2 磁控溅射镀膜的工作原理及正交电磁场的束流效应

5.2.6.3 磁控溅射靶的类型及靶结构

5.2.6.4 同轴圆柱磁控溅射镀膜

(1)同轴圆柱形靶的结构类型及特点

(2)同轴圆柱形磁控溅射镀膜室的类型

(3)同轴圆柱形磁控溅射镀膜的参数选择

① 电流-电压特性

② 功率效率

(4)同轴圆柱形磁控溅射靶的磁场计算

5.2.6.5 平面磁控溅射镀膜

(1)平面磁控溅射靶的结构类型及其特点

(2)平面磁控溅射靶的磁路结构及永磁体的排列方法

(3)矩形平面磁控靶阴极靶材的安装

(4)平面磁控溅射的工作特性

① 电压、电流及气压的关系

② 沉积速率及功率效率

(5)矩形平面磁控溅射靶的磁场计算

① 带极靴的矩形平面磁控靶的等效磁路法

② 不带极靴的矩形平面磁控靶的等效磁路法

5.2.6.6 S枪磁控溅射镀膜

(1)S枪的结构及其特点[10]

(2)S枪磁控溅射的工作特性

① 电流-电压特性

② 沉积速率

③ S枪的磁场计算

5.2.6.7 溅射镀膜设备中的水冷系统设计与计算

(1)水冷系统的组成

(2)冷却水流速率的计算

(3)冷却水管内径的计算

(4)冷却水管长度

5.2.7 射频溅射镀膜

(1)射频溅射装置及工作原理

(2)射频溅射方式及射频溅射靶的结构

(3)射频溅射镀膜的特点及其应用

① 射频溅射镀膜的主要特点

② 射频溅射镀膜的应用

5.2.8 反应溅射镀膜[11]

(1)反应溅射镀膜的特点及其应用范围

(2)反应溅射镀膜的反应过程

① 靶面反应

② 气相反应

③ 基片反应

(3)工艺参数的选择

5.2.9 中频溅射与脉冲溅射镀膜[12]

5.2.9.1 中频电源孪生靶磁控溅射镀膜

(1)直流反应磁控溅射镀膜工艺的弱点及其改进方法

(2)中频电源孪生靶磁控溅射装置及其特点[12]

(3)一种新的改进型孪生靶的结构及其特点

(4)反应溅射的工艺控制

① 等离子体发射光谱监控法(PEM)

② 靶电压监控法

5.2.9.2 脉冲反应溅射镀膜

(1)脉冲溅射膜的特点及种类

(2)脉冲放电的波形

5.2.10 对向靶等离子体溅射镀膜[13]

5.2.11 偏压溅射镀膜

5.3 真空溅射镀膜设备

5.3.1 间歇式真空溅射镀膜机[20]

5.3.2 半连续磁控溅射镀膜机

(1)生产过程及镀镍原理

(2)海绵传动系统的特性要求及系统的组成

(3)微张力传动系统的结构及其工作过程的控制

5.3.3 大面积连续式磁控溅射镀膜设备

5.3.3.1 平面磁控溅射镀膜生产线整体结构的设计要求及组成[20]

(1)整体结构设计的要求

(2)整体结构的组成

(3)前处理段主要构件

① 进(出)线工作台

② 打霉机

③ 洗涤机

④ 防尘加热烘烤装置

(4)真空镀膜段主要部分

① 预储真空室

② 过渡真空室

③ 磁控溅射镀膜真空室

④ 输出真空室

⑤ 门式真空闸板阀

⑥ 真空隔离腔

(5)后处理段主要构件

① 膜层透射率检测台

② 膜层清洗台

③ 膜层物理外观检查台

5.3.3.2 磁控溅射镀膜玻璃生产线的自动控制技术

(1)可编程序控制器——PC机实现自动化

(2)系统的组成及工作性能

(3)程序的编制

5.3.3.3 平面磁控溅射镀膜玻璃生产线安装和保养

(1)生产线要求的安装条件

(2)生产线的安装调试

① 生产线安装前的准备工作

② 安装调试

(3)维修保养

(4)镀膜产品质量与设备故障的相关性分析

参考文献

第6章 真空离子镀膜

6.1 真空离子镀膜及其分类

6.2 离子镀膜原理及其成膜条件

6.3 离子镀膜过程中等离子体的作用及到达基体入射的粒子能量

6.4 离子轰击在离子镀过程中产生的物理化学效应

(1)离子轰击基体表面所产生的各种效应[3]

(2)离子轰击对膜、基界面过渡层的影响

(3)离子轰击在薄膜生长过程中对膜的影响

6.5 离化率与中性粒子和离子的能量及膜层表面上的活化系数

6.5.1 离化率

6.5.2 中性粒子所带的能量

6.5.3 离子能量

6.5.4 膜层表面的能量活化系数

6.6 离子镀涂层的特点及其应用范围

6.7 离子镀膜的参数

6.7.1 镀膜室的气体压力

6.7.2 反应气体的分压

6.7.3 蒸发源功率

6.7.4 蒸发速率

6.7.5 蒸发源和基体间的距离

6.7.6 沉积速率

6.7.7 基体的负偏压

6.7.8 基体温度

6.8 离子镀膜装置及常用的几种镀膜设备

6.8.1 直流二极、三极及多极型离子装置

6.8.2 活性反应离子镀装置

6.8.3 空心阴极放电离子镀膜装置[4]

6.8.4 射频放电离子镀装置

6.8.5 磁控溅射离子镀膜装置

(1)磁控溅射离子镀膜的特点及基体的电连接方法

(2)磁控溅射离子镀的工作原理

(3)磁控溅射偏置基片的伏安特性

(4)提高偏流密度的方法

6.8.6 真空阴极电弧离子镀膜装置

6.8.6.1 多弧离子镀的成膜过程及特点

6.8.6.2 电弧蒸发源

(1)电弧蒸发源的基本结构及其刻蚀表面形状的选择

(2)电弧蒸发源的类型[3]

① 环形平面电弧源

② 矩形平面蒸发源

③ 圆柱形电弧蒸发源

④ 旋转式圆柱形电弧蒸发源

(3)电弧蒸发源的工作参数[1]

① 电弧蒸发源的主要工艺参数

② 电弧蒸发源的弧柱直径

③ 弧光辉点在阴极表面上的移动速度

④ 阴极厚度

⑤ 阴极背面冷却水的流量

⑥ 屏蔽罩的设计

⑦ 磁场的作用与选值范围

⑧ 工件架的设计要求与形式选择

⑨ 引弧电极的驱动方式

(4)稳定阴极放电的几点措施

(5)宏观颗粒的抑制与消除方法

① 从阴极电弧发射颗粒的机制入手减少甚至消除颗粒的发射

② 从阴极等离子流束中把颗粒分离出来

(6)负偏压对膜沉积过程的影响

① 直流偏压对沉积膜的影响

② 鞘端效应与狭缝屏蔽对沉积膜的影响

(7)脉冲负偏压对沉积膜的影响

6.8.7 冷电弧阴极离子镀膜装置[10]

6.8.8 热阴极强流电弧离子镀装置

参考文献

第7章 离子束沉积与离子束辅助沉积

7.1 离子束沉积技术

7.1.1 离子束沉积原理及特点

7.1.2 直接引出式离子束沉积技术

7.1.3 质量分离式离子束沉积技术

7.1.4 离化团束沉积技术

7.1.5 等离子体浸没式沉积技术

7.1.6 气固两用离子束沉积技术

7.2 离子束辅助沉积技术

7.2.1 离子束辅助沉积过程的机理

7.2.2 离子束辅助沉积的方式及其能量选择范围[7]

7.2.3 离子束辅助沉积技术的特点

7.2.4 离子束辅助沉积装置

7.2.4.1 蒸发加热式离子束辅助沉积装置

7.2.4.2 离子束溅射辅助沉积装置

(1)宽离子束溅射辅助沉积装置

(2)多功能离子束辅助沉积装置

(3)新型离子束沉积装置[9]

(4)等离子束溅射[10]

① 等离子束溅射原理及其装置的组成

② 高效等离子束源

③ 高效等离子束溅射的特性及其应用特点

④ 高效等离子体溅射镀膜的应用领域

7.2.5 微波电子回旋等离子体增强溅射沉积装置

7.2.6 离子源

(1)双等离子体离子源

(2)考夫曼离子源[4]

(3)霍尔效应离子源[4]

参考文献

第8章 化学气相沉积

8.1 概述

8.2 CVD技术中的各类成膜方法及特点

8.3 CVD技术的成膜条件及其反应类型

8.3.1 CVD反应的条件

8.3.2 CVD技术的反应类型

(1)热分解反应型

(2)歧化反应型[2]

(3)还原反应型[3]

(4)氧化反应型

(5)置换反应型

(6)气相输运型

(7)金属有机化合物反应型[3]

8.4 化学气相沉积用先驱反应物质的选择[4]

(1)气态源物质

(2)液态源物质

(3)固态源物质

8.5 影响CVD沉积薄膜质量的因素[1]

8.5.1 沉积温度对膜质量的影响

8.5.2 反应气体浓度及相互间的比例对膜质量的影响

8.5.3 基片对膜质量的影响

(1)基片材料对膜质量的影响

(2)基片的晶面取向和表面状态的影响

(3)基片位置的影响

8.6 常压化学气相沉积技术与装置

8.6.1 常压CVD技术的一般原理[4]

8.6.2 常压的CVD装置

(1)开管式CVD反应装置

(2)闭管式CVD装置

8.7 低压化学气相沉积(LPCVD)

8.7.1 LPCVD的原理及特点

8.7.2 LPCVD装置的组成

8.7.3 LPCVD制备涂层的实例

8.8 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)

8.8.1 PECVD的成膜过程及特点

8.8.2 PECVD装置

(1)外部感应耦合连续生产式PECVD装置

(2)内部感应耦合连续式PECVD装置

(3)电子回旋共振PECVD装置[4]

8.8.3 PECVD薄膜的工艺实例

8.9 金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)

8.10 光辅助化学气相沉积(PHCVD)

(1)光解过程

(2)热解过程

参考文献

第9章 薄膜的测量与监控

9.1 概述

9.2 薄膜厚度的测量

9.2.1 薄膜厚度的光学测量法[3]

(1)不透明薄膜厚度的光干涉法测量

① 等厚干涉(TET)法的薄膜厚度测量

② 等色干涉(FECO)法的薄膜厚度测量

(2)透明薄膜厚度的光干涉法测量

(3)薄膜厚度的椭圆偏振测量法[2]

(4)薄膜厚度的振动狭缝测量法

(5)薄膜厚度的原子吸收光谱测量法

9.2.2 薄膜厚度的电学测量法

(1)薄膜厚度的电阻法测量[4]

(2)薄膜厚度的石英晶体监控与测量

(3)薄膜厚度的电离离子检测法[5]

(4)薄膜厚度的触针法测量

9.2.3 薄膜厚度的机械测量法

(1)薄膜断面观察法

(2)称量法

(3)薄膜厚度的空气测微仪测量

9.3 薄膜应力的测量

9.3.1 基片变形法

(1)基片变形法中的应力计算

(2)测量基片变形的几种方法

① 圆片法

② 悬臂梁法

③ 简支梁法

9.3.2 衍射法[8]

9.4 薄膜的附着力测量

9.4.1 胶带剥离法[1]

9.4.2 拉倒法

9.4.3 拉张法

9.4.4 划痕法

9.5 薄膜的硬度测量[8]

9.5.1 维氏硬度

9.5.2 努氏硬度

9.6 薄膜的光谱特性测量[8]

参考文献

第10章 薄膜性能分析

10.1 概述

10.2 电子作用于固体表面上所产生的各种效应

10.2.1 背散射电子

10.2.2 二次电子

10.2.3 吸收电子和透射电子

10.2.4 俄歇电子

10.2.5 特征X射线

10.2.6 阴极荧光

10.2.7 电子束感生电流

10.3 离子作用于固体表面所产生的效应

10.3.1 一次离子的表面散射

10.3.2 反向散射离子

10.3.3 正负二次电子

10.4 光子作用于固体表面所产生的效应

10.4.1 波长较短的X射线

10.4.2 波长较长的X射线

10.5 薄膜形貌观察与结构分析

10.5.1 光学显微镜[5]

10.5.2 扫描电子显微镜[1]

10.5.3 透射电子显微镜

10.5.4 X射线衍射仪[7]

10.5.5 低能电子衍射和反射式高能电子衍射[7]

10.5.6 扫描探针显微镜

(1)扫描探针的工作原理[7]

(2)扫描探针显微镜常用的两种类型

① 扫描隧道显微镜

② 原子力显微镜

10.6 薄膜组成分析

10.6.1 俄歇电子能谱仪[7]

10.6.2 二次离子质谱分析仪[7]

10.6.3 卢瑟福背散射分析仪[7]

10.6.4 X射线光电子能谱仪[1]

参考文献

第11章 真空镀膜技术中的清洁处理

11.1 概述

11.2 真空镀膜设备的清洁处理

11.2.1 真空镀膜设备污染物的来源及清洁处理

11.2.2 真空镀膜设备真空系统的清洗处理

(1)油扩散泵真空系统的污染与防治

① 油封机械泵的清洗

② 金属油扩散泵的清洗

③ 真空室的清洗

(2)超高真空系统的烘烤与清洗

11.3 真空镀膜设备的环境要求

11.4 真空镀膜工艺对环境的要求

11.4.1 真空镀膜工艺对环境的基本要求

11.4.2 基片表面污染物来源及清洁处理

11.5 镀件表面处理的基本方法

(1)溶剂去油

① 碱液去油

② 有机溶剂去油

(2)酸、碱浸蚀处理

(3)电化学清洗及抛光

① 电化学清洗

② 电化学抛光

(4)超声波清洗

11.6 真空镀膜常用材料的清洗方法

(1)不锈钢的清洗

① 配方

② 清洗过程(以先后为序)

(2)玻璃件清洗

① 配方

② 清洗过程(以先后为序)

(3)陶瓷件清洗

(4)钨的清洗

① 钨丝与细钨杆清洗法(钼丝、钨钼合金丝同此法)

② 钨杆(粗)电解清洗(钼的电解清洗和此法相同)

③ 钨零件的弱浸蚀

④ 钨零件强浸蚀

(5)钼的清洗

① 钼的清洗及电解清洗

② 钼的弱浸蚀(亦适用于钽及铌)

③ 钼的强浸蚀(此法可用于镍)

④ 清洗钼的其他方法

(6)铜及其合金的清洗

① 弱浸蚀

② 强浸蚀

③ 无氧铜零件化学抛光

(7)镍的清洗

① 配方(强侵蚀)

② 清洗过程(以先后为序)

(8)真空橡皮去硫

11.7 真空镀膜设备型号编制方法、试验方法

11.7.1 真空设备型号编制方法(JB/T 7673—1995)

11.7.2 真空镀膜设备通用技术条件(摘自GB/T 11164—99)

(1)设备主要技术参数

(2)极限压力的测定

① 试验条件

② 测试方法

(3)抽气时间的测定

(4)升压率测定

① 试验条件

② 测试方法

参考文献

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