真空镀膜技术与应用电子书

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内容提要

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前言

第1章 真空镀膜技术概论

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 基片与薄膜的匹配

1.3.1 基片的表面形貌、热膨胀系数对薄膜的影响

1.3.2 基片与薄膜的选择原则

1.4 真空镀膜及其工艺特点和应赋予涂层的功能

1.5 薄膜的特征

1.5.1 薄膜的结构特征

1.5.2 金属薄膜的电导特征

1.5.3 金属薄膜电阻温度系数特征

1.5.4 薄膜的光学特征

1.5.5 薄膜的密度特征

1.5.6 薄膜的时效变化特征

1.6 薄膜的应用

1.6.1 电子工业用薄膜

1.6.2 光学工业中应用的各种光学薄膜

1.6.3 光伏产业中薄膜的应用

1.6.4 刀具行业中薄膜的应用

1.6.5 机械、化工、石油等工业中应用的硬质膜、耐蚀膜和润滑膜

1.6.6 有机分子薄膜

1.6.7 民用及食品工业中的装饰膜和包装膜

1.7 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

2.1.3 气体的流动与流导

2.1.4 气体分子与固体表面的相互作用

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

2.2.3 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

2.2.5 低气压非自持热阴极弧光放电

2.2.6 低气压自持冷阴极弧光放电

2.2.7 磁控辉光放电[17]

2.2.8 空心冷阴极辉光放电

2.2.9 高频放电

2.2.10 等离子体宏观中性特征及其中性空间强度的判别

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

2.3.2 薄膜的结构及其结构缺陷

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

2.4.2 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 真空蒸发镀膜

3.1 真空蒸发镀膜技术

3.1.1 真空蒸发镀膜原理及蒸镀条件[1]

3.1.2 薄膜材料

3.1.3 合金膜的蒸镀[4]

3.1.4 化合物膜的蒸镀

3.1.5 影响真空蒸镀性能的因素

3.2 分子束外延技术

3.2.1 分子束外延生长的基本原理与过程

3.2.2 分子束外延生长的条件、制备方法与特点[5]

3.2.3 分子束外延生长参数选择

3.2.4 影响分子束外延的因素

3.2.5 分子束外延装置

3.3 脉冲激光沉积技术(PLD)

3.3.1 PLD的基本原理及特点

3.3.2 PLD技术的应用

3.4 真空蒸发镀膜设备

3.4.1 真空蒸发镀膜机的类型及其结构

3.4.2 真空蒸发镀膜机中的主要构件

3.4.3 蒸发源

3.5 真空蒸发涂层的制备实例

3.5.1 真空蒸镀铝涂层

3.5.2 真空蒸镀Cd(Se,S)涂层[25]

3.5.3 真空蒸镀ZrO2涂层[26]

3.5.4 分子束外延生长金单晶涂层[27]

参考文献

第4章 真空溅射镀膜

4.1 真空溅射镀膜的复兴与发展

4.2 真空溅射镀膜技术

4.2.1 真空溅射镀膜的机理分析及其溅射过程

4.2.2 靶材粒子向基体上的迁移过程

4.2.3 靶材粒子在基体上的成膜过程

4.2.4 溅射薄膜的特点及溅射方式

4.2.5 直流溅射镀膜

4.2.6 磁控溅射镀膜

4.2.7 射频溅射镀膜

4.2.8 反应溅射镀膜[11]

4.2.9 中频溅射与脉冲溅射镀膜[12]

4.2.10 对向靶等离子体溅射镀膜[13]

4.2.11 偏压溅射镀膜

4.2.12 非平衡磁控溅射

4.3 真空溅射镀膜设备

4.3.1 溅射靶

4.3.2 间歇式真空溅射镀膜机[25]

4.3.3 半连续磁控溅射镀膜机

4.3.4 大面积连续式磁控溅射镀膜设备

参考文献

第5章 真空离子镀膜

5.1 真空离子镀膜及其分类

5.2 离子镀膜原理及其成膜条件

5.3 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

5.4 离子轰击在离子镀过程中产生的物理、化学效应

5.5 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

5.5.1 离化率

5.5.2 中性粒子所带的能量

5.5.3 离子能量

5.5.4 膜层表面的能量活化系数

5.6 离子镀涂层的特点及其应用范围

5.7 离子镀膜的参数

5.7.1 镀膜室的气体压力

5.7.2 反应气体的分压

5.7.3 蒸发源功率

5.7.4 蒸发速率

5.7.5 蒸发源和基体间的距离

5.7.6 沉积速率

5.7.7 基体的负偏压

5.7.8 基体温度

5.8 离子镀膜装置及常用的几种镀膜设备

5.8.1 直流二极、三极及多极型离子装置

5.8.2 活性反应离子镀膜装置

5.8.3 空心阴极放电离子镀膜装置[4]

5.8.4 射频放电离子镀膜装置

5.8.5 磁控溅射离子镀膜装置

5.8.6 真空阴极电弧离子镀膜装置

5.8.7 冷电弧阴极离子镀膜装置[10]

5.8.8 热阴极强流电弧离子镀膜装置

参考文献

第6章 离子束沉积与离子束辅助沉积

6.1 离子束沉积技术

6.1.1 离子束沉积原理及特点

6.1.2 直接引出式离子束沉积技术

6.1.3 质量分离式离子束沉积技术

6.1.4 离化团束沉积技术

6.1.5 等离子体浸没式沉积技术

6.1.6 气固两用离子束沉积技术

6.2 离子束辅助沉积技术

6.2.1 离子束辅助沉积过程的机理

6.2.2 离子束辅助沉积的方式及其能量选择范围[7]

6.2.3 离子束辅助沉积技术的特点

6.2.4 离子束辅助沉积装置

6.2.5 微波电子回旋等离子体增强溅射沉积装置

6.2.6 离子源

参考文献

第7章 化学气相沉积

7.1 概述

7.2 CVD技术中的各类成膜方法及特点

7.3 CVD技术的成膜条件及其反应类型

7.3.1 CVD反应的条件

7.3.2 CVD技术的反应类型

7.4 化学气相沉积用先驱反应物质的选择[3]

7.5 影响CVD沉积薄膜质量的因素[4]

7.5.1 沉积温度对膜质量的影响

7.5.2 反应气体浓度及相互间的比例对膜质量的影响

7.5.3 基片对膜质量的影响

7.6 常压化学气相沉积技术与装置

7.6.1 常压CVD技术的一般原理[3]

7.6.2 常压的CVD装置

7.7 低压化学气相沉积(LPCVD)

7.7.1 LPCVD的原理及特点

7.7.2 LPCVD装置的组成

7.7.3 LPCVD制备涂层的实例

7.8 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)

7.8.1 PECVD的成膜过程及特点

7.8.2 PECVD装置

7.8.3 PECVD薄膜的工艺实例

7.9 热丝化学气相沉积

7.9.1 HFCVD的工作原理及特点

7.9.2 HFCVD的装置构成

7.9.3 HFCVD金刚石薄膜的工艺

7.10 微波等离子体化学气相沉积

7.10.1 MPCVD的基本原理及特点

7.10.2 MPCVD的装置构成

7.10.3 MPCVD设备的应用实例

7.11 金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)

7.12 光辅助化学气相沉积(PHCVD)

7.13 原子层沉积

参考文献

第8章 薄膜的测量与监控

8.1 概述

8.2 薄膜厚度的测量

8.2.1 薄膜厚度的光学测量法[3]

8.2.2 薄膜厚度的电学测量法

8.2.3 薄膜厚度的机械测量法

8.3 薄膜应力的测量

8.3.1 基片变形法

8.3.2 衍射法[8]

8.4 薄膜的附着力测量

8.4.1 胶带剥离法[1]

8.4.2 拉倒法

8.4.3 拉张法

8.4.4 划痕法

8.5 薄膜的硬度测量[8]

8.5.1 维氏硬度

8.5.2 努氏硬度

8.6 薄膜的光谱特性测量[8]

参考文献

第9章 薄膜性能分析

9.1 概述

9.2 电子作用于固体表面上所产生的各种效应

9.2.1 背散射电子

9.2.2 二次电子

9.2.3 吸收电子和透射电子

9.2.4 俄歇电子

9.2.5 特征X射线

9.2.6 阴极荧光

9.2.7 电子束感生电流

9.3 离子作用于固体表面所产生的效应

9.3.1 一次离子的表面散射

9.3.2 反向散射离子

9.3.3 正负二次电子

9.4 光子作用于固体表面所产生的效应

9.4.1 波长较短的X射线

9.4.2 波长较长的X射线

9.5 薄膜形貌观察与结构分析

9.5.1 光学显微镜

9.5.2 扫描电子显微镜[1]

9.5.3 透射电子显微镜

9.5.4 X射线衍射仪

9.5.5 低能电子衍射和反射式高能电子衍射

9.5.6 扫描探针显微镜

9.6 薄膜组成分析

9.6.1 俄歇电子能谱仪

9.6.2 二次离子质谱分析仪

9.6.3 卢瑟福背散射分析仪

9.6.4 X射线光电子能谱仪[1]

参考文献