薄膜物理复习资料
薄膜物理与技术复习范围
第一章真空技术基础真空：指低于一个大气压的气体状态。
托(Torr) =1/760atm = 133.322Pa对真空的划分：1、粗真空：105－102Pa特性和大气差异不大，目的为获得压力差，不要求改变空间性质，真空浸渍工艺2、低真空：102－10-1Pa 1016~1013个/cm3动力学性质明显，粘滞流状态→分子流状态，对流消失，气体导电，真空热处理，真空冷冻脱水3、高真空：10-1－10-6Pa 1013~1010个/cm3气体分子自由程大于容器线度，直线飞行，热传导和内摩擦性质与压强无关，蒸镀4、超高真空：＜10-6Pa分子间碰撞极少，主要用途：得到纯净的气体，获得纯净的固体表面真空的获得：真空系统包括真空室、真空泵、真空计以及必要的管道、阀门和其他附属设备。
真空的测量热偶真空计：是利用低气压强下气体的热传导与压强有关的原理制成的真空计。
散热与气体压强相关加热丝的温度与气体压强相关用热偶测量加热丝的温度 压强20 ～10-3Torr热阻真空计：散热与气体压强相关加热丝的温度与气体压强相关加热丝的电阻与温度相关用平衡电桥测量加热丝的电阻 压强电离真空计：是利用气体分子电离的原理来测量真空度。
电离真空计用于高真空的测量热丝发射热电子热电子加速并电离气体，离子被离子收集极收集形成电流电流与压强成正比1 x 10-9 Torr to 10-11 Torr第二章真空蒸发镀膜法真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀)是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜的方法。
基本过程：（1）加热蒸发过程，凝聚相→气相该阶段的主要作用因素：饱和蒸气压（2）输运过程，气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运该阶段的主要作用因素：分子的平均自由程（工作气压），源—基距（3）基片表面的淀积过程，气相→固相凝聚→成核→核生长→连续薄膜饱和蒸气压：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称为该物质的饱和蒸气压。
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第一章1. 气体分子的平均fcl 由程：一个气体分子在两次碰撞之叫的平均距离。
重要性：〒均自山程影响分子到衬底的能量大小，自山程小，能量小，形成疏松溥膜3. 气体流动状态分类：分子流状态和粘滞流状态分了流状态Kn<l :在高真空环境中，气体分子除了与容器器壁发生碰撞意外，儿乎不 发生气体分子叫的碰撞过程的气体流动状态。
（特点：气体分子的平均B 由程人于气体稗器 的尺寸或与其相当）粘滞流状态Kn 〉10:当气体压力较高吋，气体分子的平均£1由程较短，气体分子间的 相互碰撞较为频繁的气体的流动状态。
（与分子流状态相比，沾滞流状态的气体流动模式要 S 杂得多，在低流速的情况下，粘滞流状态的气流处于层流状态，在流苏较高时，气体的流 动状态转变为紊流状态）4. 真空泵分类：输运式：采川对气体进行压缩的方式将气体分子输送至真空系统之外 捕获式：依靠在真空系统内凝集或吸附气体分子的方式将气体分子捕获，排除于真空系统之外。
（机械泵，罗茨泵等低级泵获得的真空范围，前者10-lPaA 者10-2Pa;涡轮泉，油扩 散泵等高级泵获得髙真空） 1）.汕扩散泵工作原理：将扩散泵油加热至高温蒸发状态（200oC ），让油蒸气呈多级状向下定向高速喷出 吋不断捕击使其被iQ 向排气门运动，在压缩作用下被排出泵体。
M 吋泵体冷却的油蒸汽又会 凝聚返回泵的底部工作参数：实际抽速：1-104L/S （决定于泵体U 径） 极限真空：10_5Pa 特点与使用： 与旋片机械泵串联使川，需要机械泵抽预真空（1 Pa ）;汕污染；价格便宜。
2）涡轮分子泵工作原理：靠机械运动对气体分了•施加作用，并使气体分了向特定方向运动的原理來工作 的。
涡轮分子泵的转子叶片具奋特定的形状，以20000-30000转/分的高速旋转，将动景传 给气体分子，多级叶片（10-40）的连续压缩保证了分子泵的高效快速的工作。
工作参数：实际抽速：lOOOL/s （决定干泵体门径和转速） 极限真空：10_5Pa5. 热偶真空规和电离真空规（1） 热偶规工作原理：气体的热导率随气体压力变化，通过热电偶测出热丝的温度，也 就2.真空度：表示气体的势波强度，一个相对外界的概念， 态。
薄膜物理复习题
薄膜物理复习题绪论1.薄膜制备⽅法到底有哪些，它们是如何分类的，试列出它们的树形结构（第⼀级按⼲法与湿法分；第⼆级（⼲法的分类）：PVD、CVD各包含哪些；第三级：蒸发、溅射、离⼦镀中各包含哪些）答：PVD：真空蒸发、溅射、离⼦镀CVD：常压CVD、低压CVD⾦属有机物CVD等离⼦体CVD光CVD、热丝CVD2.各种镀膜⽅法的英⽂简称答：PVD：物理⽓相沉积CVD：化学⽓相沉积、MBE：分⼦束外延、sol-gel：溶胶凝胶法、LPCVD：低压CVD、APCVD：常压CVD、PECVD：等离⼦体增强CVD、MOCVD：⾦属有机物CVD、、脉冲激光溅射沉积(PLD)、离⼦束辅助沉积(IBAD)MOD:⾦属有机物热分解3.试举例说明薄膜的应⽤（机械、微电⼦、光电⼦、元器件、光学、信息技术、装饰、能源等）答：⼀、集成电路：P-N结、绝缘层、导线，并由此构成⼆极管、三极管、电阻、电容等电⼦元件。
⼆、信息存储薄膜：磁盘、光盘三、集成光电⼦学：四、信息显⽰薄膜：薄膜晶体管液晶平板显⽰器、OLED五、薄膜太阳能电池六、硬质涂层七、其他：电⼦元件：表声波器件；传感器：特点⾼灵敏，低成本；光学：反射膜，增透膜；装饰、包装：镀⾦，锡箔纸，镀膜玻璃；第⼀章真空基础1.掌握真空、分⼦平均⾃由程、饱和蒸汽压、蒸发温度的概念答：真空：指低于⼀个⼤⽓压的⽓体状态。
分⼦平均⾃由程：定义：每个分⼦在连续两次碰撞之间所运动的平均路程。
饱和蒸⽓压的定义：在⼀定温度下，⽓、固或⽓、液两相平衡时，蒸⽓的压⼒称为该物质的饱和蒸⽓压。
仅仅是温度的函数。
应⽤例⼦：湿度蒸发温度：定义：饱和蒸⽓压为10-2托左右（唐教材0.1Pa）时的温度。
2.掌握真空的单位及其换算答：通常⽤“真空度”及“压强”两个参量来衡量真空的程度常⽤单位：帕斯卡(Pascal)=1⽜/⽶2，国际单位制托(Torr)=1/760atm=133.322Pa，旧单位此外，mmHg、atm、bar、mbar等，换算关系，1bar=105Pa1mmHg=1.000000014Torr1atm＝1.01×105Pa所以：1atm＞1bar，1mmHg≈1Torr3.理解⽓体的两种流动状态答：分⼦流：⽓体分⼦之间⼏乎不发⽣碰撞黏滞流：⽓体分⼦之间碰撞频繁4.掌握真空镀膜系统的构成（原理图），抽真空的过程答：典型的真空系统包括：真空室，真空泵，真空计5.理解机械泵、扩散泵、分⼦泵、溅射离⼦泵等的⼯作原理及其使⽤范围答：真空泵：输运式真空泵、捕获式真空泵。
光学薄膜复习要点
光学薄膜复习要点第四章光学薄膜的制造工艺1.光学薄膜器件的质量要素光学性能:●膜层厚度d●膜层折射率n折射率误差的三个主要来源：------膜层的填充密度(聚集密度)------膜层的微观组织物理结构------膜层的化学成分机械性能:硬度:膜层材料的本身硬度和膜层内部的填充密度牢固度：是指膜层对于基底的附着力、黏结程度膜层与基底之间结合力的性质（范德华力、分子间作用力、经典吸引）成膜粒子的迁移能环境稳定性：希望薄膜器件的光学性能和机械性能在经历恶劣环境较长时间后仍然不变。
恶劣环境：盐水盐雾、高湿高温、高低温突变、全水浴半水浴、酸碱腐蚀提高方法:1.选用化学稳定性好的材料2.制作结构致密无缝可钻的膜层后果：1.结构致密:酸碱盐水对膜层的腐蚀为单一面腐蚀，速度慢，耐久性强2. 结构疏松：酸碱盐水对膜层的腐蚀是深入内部的体腐蚀，速度快，耐久性差。
填充密度:膜层的实际体积与膜层的几何体积之比。
后果：高的填充密度对应着优良的机械性能和光学性能的环境稳定性。
低：机械性能：膜层与基底之间吸附能小，膜层结构疏松牢固度差膜层表面粗糙，摩擦因数较大，抗摩擦损伤能力差非密封仪器内部，面腐蚀变为深入内部的体腐蚀光学性能：光线在粗糙表面散射损大空隙对环境气体的吸收导致膜层的有效光学厚度随环境、温度的变化而变化。
折射率不稳定。
提高膜层的填充密---基片温度、沉积速率、真空度、蒸汽入射角、离子轰击影响膜层质量的工艺要素：1.真空镀制光学薄膜的基本过程清洗零件---清洁真空室/装零件---抽真空和零件加温---膜厚仪调整---离子轰击---膜料预熔---镀膜---镀后处理---检测。
2.影响薄膜器件质量的工艺要素及其作用机理●真空度:影响折射率，散射，机械强度，不溶性后果:真空度低，使膜料蒸汽分子与剩余气体分子碰撞的几率增加，蒸汽分子的动能大大减小，与基片的吸附能间隙，从而导致沉积的膜层疏松，机械强度差，聚集密度低，化学成分不纯，膜层折射率，硬度变差。
薄膜物理与技术重点汇编
真空基础1、 薄膜的定义2、 真空如何定义（概念）？利用外力将一定密闭空间内的气体分子移走，使该空间内的气压小于 1 个大气压，则该空间内的气体的物理状态就被称为真空。
注意：真空，实际上指的是一种低压的、稀薄的气体状态，而不是指“没有任何物质存在”！ 3、 真空的分类？真空区域划分？有哪些单位制？如何换算？真空可分为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧→→→→atm 760/1 mmHg 1 torr 1mmHg in /lbf 1 PSI 1FPS dyne/cm 10 bar 1 CGS m /N 1 Pa 1SI MKS 2262＝＝制）毫末汞柱制（＝制）英制（＝制）厘米克秒制（＝制）制，即国际单位制（ 1 N ＝105 dyne ＝0.225 lbf 1 atm ＝760 mmHg （torr ）＝1.013×105 Pa ＝1.013 bar4、真空泵可分为哪两大类？简述包括的常用真空泵类型及其工作压强范围。
5、分析说明实用的真空抽气系统为什么往往需要多种真空组成复合抽气系统？从大气压力开始抽气，没有一种真空泵可以涵盖从1 atm到10-8Pa的工作范围，真空泵往往需要多种泵组合构成复合抽气系统，实现以更高的抽气效率达到所需的高真空！6、按测量原理真空计如何分类？7、真空与薄膜材料制备有何关系？几乎所有的现代薄膜材料制备都需要在真空或较低的气压条件下进行，都涉及真空下气相的产生、输运和反应过程。
了解真空的基本概念和知识，掌握真空的获得和测量技术基础知识是了解薄膜材料制备技术的基础！8、气体分子平均自由程概念薄膜沉积的物理方法1、什么是物理气相沉积（PVD）？PVD镀膜的三个关键过程。
PVD的概念：在真空度较高的环境下，通过加热或高能粒子轰击的方法使源材料逸出沉积物质粒子（可以是原子、分子或离子），这些粒子在基片上沉积形成薄膜的技术。
其技术关键在于：如何将源材料转变为气相粒子（而非CVD的化学反应）！2、在工程基于气相粒子发射方式不同而将PVD技术分为哪几类？3、简述真空蒸发镀膜。
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真空相关•真空是指低于一个大气压的气体空间。
常用“真空度”度量。
真空度越高，压强越小。
“vacuum” = lower molecular density than in our atmosphere results in a lower pressure of gas.The vacuum degree is higher, the higher the vacuum degree, the smaller the pressure.•常用计量单位：Pa, Torr, mmHg, bar, atm.。
关系如下：•1mmHg=133.322Pa,•1 Torr=atm/760=133.322Pa≈1mmHg •1 bar=105Pa最可几度平均速度均方根速度v m= 2kT = 2RT = 1.41 RTMm Mv a=8kT=8RT= 1.59RTπm πM Mv r=3kT=3RT= 1.73RTm M M•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。
Mean free path: the distance between each molecule in a continuous twocollision is called a free path, and the average value of the system is amean free path.λ =kTπσ2 P2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）。
According to kinetic theory of gases, the gas pressure when P, the number of molecular collisions per unit time per unit area of the wall, ie, molecular collision flow (flux or evaporation rate).平均自由程与分子密度n和分子直径σ的平方成反比关系，平均自由程与压强成反比，与温度成正比。
薄膜物理考试考点
薄膜是生长在基片之上，厚度在亚微米以下，具有一定功能的材料。
薄膜特点：1、薄膜材料属于介观范畴，具有量子尺寸效应；2薄膜表面积与体积之比很大，表面能级很大，对膜内电子输运影响很大；3薄膜界面态复杂，力学因素和电学因素交相作用，内应力和量子隧穿效应同时存在，对薄膜生长和微结构影响巨大；4异常结构和非理想化学计量比特性明显；5可实行多层膜复合，如超晶格。
制备薄膜为什么需要真空环境?a.非真空，蒸汽分子不能沿直线运动，不易成膜b.非真空，成膜物质与空气中活性分子反应，形成化合物。
即生成另外物质，如Al膜氧化成Al2O3.c.非真空，蒸发器（加热器）极易损坏，加热器采用W.M。
Ta等难熔金属，但由于吸气效应产生脆性（氢脆），另外由于生成化合物易损坏。
d.非真空，残余气体分子将进入膜层－形成缺陷影响膜质量－形成化合物e.非真空，影响靶材料气化f.非真空，改变基片表面状态，影响薄膜生长。
真空是指压强低于一个大气压的气体状态。
薄膜制备技术中获得真空的手段都是减少气体分子数量飞离方向与入射方向无关，非弹性碰撞；有能量和动量交换，可能停留在固体表面。
主要排气手段：1）低真空阶段以机械泵为主（旋转、气体压缩）2）中、高真空阶段以扩散泵/分子泵为主。
机械泵由于极限压强较高，常用做前级泵(预抽泵)。
分子泵：无油，洁净，启动快，抽速大，运行平稳。
真空蒸发镀膜法：原理，在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸发镀膜法的优缺点：优点：是设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快、效率高，用掩膜可以获得清晰图形；薄膜的生长机理比较单纯。
缺点：不容易获得结晶结构的薄膜，所形成薄膜在基板上的附着力较小，工艺重复性不够好等。
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的压力称为该物质的饱和蒸气压。
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一1、定义：真空是指压强低于一个大气压的气体状态。
粗真空105~102Pa 、低真空102~ 10-1Pa 、高真空10-1~ 10-6Pa <10-6Pa 。
1 Torr=1mmHg 1 Torr=1.33324 ×102 Pa 1bar=105Pa2、平均自由程：气体分子在连续两次碰撞之间自由通过的路程的统计平均值：3、真空体系包括：真空容器、真空泵、真空计。
4、前级泵：能使压力从一个标准大气压开始变小进行排气的泵。
次级泵：只能从较低压力抽到更低压力的泵。
5、扩散泵：利用被抽气体向蒸汽流扩散的现象来实现排气作用。
分子泵：无油系统，易获得10－8Torr 高真空。
机械泵：噪声小，运行速度高。
工作过程： 吸气—压缩—排气。
罗茨泵：转子与泵体、转子与转子之间保持一不大的间隙，缝隙不需要润滑和密封。
6、1）低真空阶段以机械泵为主（旋转、气体压缩） 2）中、高真空阶段以扩散泵/分子泵为主7、真空的测量：①热偶真空计；②电离真空计。
8、薄膜定义：薄膜是生长在基片之上，厚度在亚微米以下，具有一定功能的材料。
9、薄膜特点：（1）、薄膜材料属于介观范畴，具有量子尺寸效应；（2）、薄膜表面积与体积之比很大，表面能级很大，对膜内电子输运影响很大；（3）、薄膜界面态复杂，力学因素和电学因素交相作用，内应力和量子隧穿效应同时存在，对薄膜生长和微结构影响巨大；（4）、异常结构和非理想化学计量比特性明显；（5）、可实行多层膜复合，如超晶格。
10、制备薄膜为什么需要真空环境：a. 非真空，蒸汽分子不能沿直线运动，不易成膜b. 非真空，成膜物质与空气中活性分子反应，形成化合物。
即生成另外物质，如Al 膜氧化成Al2O3c. 非真空，蒸发器（加热器）极易损坏，加热器采用W.M 。
Ta 等难熔金属，但由于吸气效应产生脆性（氢脆），另外由于生成化合物易损坏。
d.非真空，残余气体分子将进入膜层形成缺陷或化合物，影响膜的质量。
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第一章一、旋片式机械机械泵，工作原理：依靠放置在偏心转子中的数个可以滑进滑出的旋片将泵体内的气体隔离、压缩，然后排除泵体外的。
工作范围：二、罗茨真空泵，工作原理：泵体内的两个呈8字型的转子以相反的方向旋转。
转子的咬合精度很高，因而转子与转子之间，转子与泵体之间的间隙中不再使用油来作密封介质。
工作范围：10 ～1000Pa 压力范围内。
三、油扩散泵，工作原理：将油加热至高温蒸发状态（约200℃），让油蒸气呈多级状向下定向高速喷出时不断撞击被抽的气体分子，并将部分动量传给这些气体分子，使其被迫向排气口方向运动，在压缩作用下被排出泵体。
同时，受到泵体冷却的油蒸气又会凝结起来返回泵的底部。
工作范围：只能被用在1~10-6Pa之间分子流状态的真空状态下，而不能直接与大气相连。
四、涡轮分子泵，工作原理：对气体分子施加作用力，并使气体分子向特定的方向运动。
工作范围：在10-1 ～10-8 pa 范围。
五、低温吸附泵，工作原理：依靠气体分子在低温条件下自发凝结或被其他物质表面吸附的性质实现对气体分子的去除，进而获得高真空。
工作范围：10-1~10-8Pa之间。
六、溅射离子泵，工作原理：靠高压阴极发射出的高速电子与残余气体分子相互碰撞后引起气体电离放电，而电离后的气体分子在高速撞击阴极时又会溅射出大量的Ti原子。
由于Ti原子的活性很好，因而它将以吸附或化学反应的形式捕获大量的气体分子并使其在泵体内沉积下来，从而在真空室内实现无油的高真空环境。
工作范围：一、热偶真空规和皮拉尼真空规：工作原理：在热偶真空规中，将作为热丝的Pt丝悬起并在其中通过恒定强度的电流。
在达到热平衡以后，电流提供的加热功率与通过空间热辐射，金属丝热传导以及气体分子热传导而损失的功率相等，因而热丝的温度将随着真空度的不同而呈现有规律的变化。
工作范围：0.1 - 100 Pa。
二、电离真空规，工作原理：由热阴极发射出的电子将在飞向阳极的过程中碰撞气体分子，并使后者发生电离。
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一、填空题薄膜的形成过程一般分为：凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程薄膜形成与生长的三种模式：层状生长，岛状生长，层状-岛状生长在气体成分和电极材料一定条件下，起辉电压V只与气体的压强P和电极距离的乘积有关。
1.表征溅射特性的参量主要有溅射率、溅射阈、溅射粒子的速度和能量等。
2. 溶胶(Sol)是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在 1～100nm之间。
3．薄膜的组织结构是指它的结晶形态，其结构分为四种类型：无定形结构，多晶结构，纤维结构，单晶结构。
4．气体分子的速度具有很大的分布空间。
温度越高、气体分子的相对原子质量越小，分子的平均运动速度越快。
二、解释下列概念溅射：溅射是指荷能粒子轰击固体表面(靶)，使固体原子(或分子)从表面射出的现象气体分子的平均自由程: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：称为平均自由程，饱和蒸气压：在一定温度下，真空室内蒸发物质与固体或液体平衡过程中所表现出的压力。
凝结系数：当蒸发的气相原子入射到基体表面上，除了被弹性反射和吸附后再蒸发的原子之外，完全被基体表面所凝结的气相原子数与入射到基体表面上总气相原子数之比。
物理气相沉积法：物理气相沉积法(Physical vapor deposition)是利用某种物理过程，如物质的蒸发或在受到粒子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程真空蒸发镀膜法:是在真空室内，加热蒸发容器中待形成薄膜的源材料，使其原子或分子从表面汽化逸出，形成蒸气流，入射到固体(称为衬底、基片或基板)表面，凝结形成固态溅射镀膜法:利用带有电荷的离子在电场加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被溅射的物质作成的靶电极。
在离子能量合适的情况下，入射离子在与靶表面原子的碰撞过程中将靶原子溅射出来，这些被溅射出来的原子带有一定的动能，并且会沿着一定的方向射向衬底，从而实现薄膜的沉积。
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一1、定义：真空是指压强低于一个大气压的气体状态。
粗真空105~102Pa 、低真空102~ 10-1Pa 、高真空10-1~ 10-6Pa 、超高真空 <10-6Pa 。
1 Torr=1mmHg 1 Torr=1.33324 ×102 Pa 1bar=105Pa2、平均自由程：气体分子在连续两次碰撞之间自由通过的路程的统计平均值：3、真空体系包括：真空容器、真空泵、真空计。
4、前级泵：能使压力从一个标准大气压开始变小进行排气的泵。
次级泵：只能从较低压力抽到更低压力的泵。
5、扩散泵：利用被抽气体向蒸汽流扩散的现象来实现排气作用。
分子泵：无油系统，易获得10－8Torr 高真空。
机械泵：噪声小，运行速度高。
工作过程： 吸气—压缩—排气。
罗茨泵：转子与泵体、转子与转子之间保持一不大的间隙，缝隙不需要润滑和密封。
6、1）低真空阶段以机械泵为主（旋转、气体压缩） 2）中、高真空阶段以扩散泵/分子泵为主7、真空的测量：①热偶真空计；②电离真空计。
8、薄膜定义：薄膜是生长在基片之上，厚度在亚微米以下，具有一定功能的材料。
9、薄膜特点：（1）、薄膜材料属于介观范畴，具有量子尺寸效应；（2）、薄膜表面积与体积之比很大，表面能级很大，对膜内电子输运影响很大；（3）、薄膜界面态复杂，力学因素和电学因素交相作用，内应力和量子隧穿效应同时存在，对薄膜生长和微结构影响巨大；（4）、异常结构和非理想化学计量比特性明显；（5）、可实行多层膜复合，如超晶格。
10、制备薄膜为什么需要真空环境：a. 非真空，蒸汽分子不能沿直线运动，不易成膜b. 非真空，成膜物质与空气中活性分子反应，形成化合物。
即生成另外物质，如Al 膜氧化成Al2O3c. 非真空，蒸发器（加热器）极易损坏，加热器采用W.M 。
Ta 等难熔金属，但由于吸气效应产生脆性（氢脆），另外由于生成化合物易损坏。
d.非真空，残余气体分子将进入膜层形成缺陷或化合物，影响膜的质量。
e.非真空，影响靶材料气化。
f.非真空， 改变基片表面状态，影响薄膜生长二1、真空蒸发镀膜法：在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。
2、真空蒸发镀膜的三种基本过程：(1)加热蒸发过程：是由凝聚相转变为气相（固相或液相→气相）的相变过程。
(2)气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。
(3)蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即是蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜。
3、真空蒸发镀膜法的优缺点：优点：是设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯 度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快、效率高，用掩膜可以获得清晰图形；薄膜的生长机理比较单纯。
缺点：不容易获得结晶结构的薄膜，所形成薄膜在基 板上的附着力较小，工艺重复性不够好等。
4、饱和蒸汽压：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的压力称为该物质的饱和蒸气压。
饱和蒸汽压随温度随温度升高而迅速增加。
5、常见的蒸发源：点蒸发源、小平面蒸发源。
点蒸发源：通常将能够从各个方向蒸发等量材料的微小球状蒸发源称为点蒸发源（简称点源）。
小平面蒸发源：蒸发源的发射特性具有方向性，使在θ角方向蒸发的材料质量和cos θ成正比例，即遵从所谓余弦角度分布规律。
6、蒸发源类型：电阻蒸发源、电子束蒸发源、高频感应蒸发源 。
P d kT 22πλ=7、瞬时蒸发法：它是将细小的颗粒，逐次送到非常炽热的蒸发器或坩埚中，使一个一个的颗粒实现瞬间完全蒸发。
优点：能获得成分均匀的薄膜，可以进行掺杂蒸发等。
缺点：是蒸发速率难于控制，且蒸发速率不能太快。
三1、溅射：是指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子（或分子）从表面射出的现象。
2、与真空蒸发镀膜相比，溅射镀膜有如下的优点：（1）任何物质均可以溅射，尤其是高熔点、低蒸汽压元素和化合物。
（2）溅射膜与基板之间的附着性好。
（3）溅射镀膜密度高，针孔少，且膜层的纯度较高。
（4）膜层可控性和重复性好。
缺点：（1）溅射设备复杂、需要高压装置；（2）溅射淀积的成膜速度低，真空蒸镀淀积速率为0.1～5μm/min，而溅射速率为0.01～0.5μm/min；（3）基板温升较高和易受杂质气体影响。
3、溅射镀膜的溅射过程是建立在辉光放电基础上。
一、直流辉光放电：辉光放电是在真空度约为10～1Pa的稀薄气体中，两个电极之间加上电压时产生的一种放电现象。
特点：（1）电子和正离子是来源于电子的碰撞和正离子的轰击，即使自然游离源不存在，导电也将继续下去。
（2）维持辉光放电的电压较低，且不变。
（3）电流的增大与电压无关，只与阴极板上产生辉光的表面积有关。
（4）正常辉光放电的电流密度与阴极材料和气体的种类有关。
4、辉光放电图：无光放电(AB区域)、汤森放电区（BC区）、过渡区（CD区域）、正常辉光放电区（DE区域）、非正常辉光放电区（EF区域），特点：电流增大时，两放电极板间电压升高，且阴极电压的大小与电流密度和气体压强有关、弧光放电区（FG区域）。
VB 称为击穿电压。
5、辉光放电图：(1)阿斯顿暗区：不能发生激发和电离。
(2)阴极辉光区：辉光是在加速电子碰撞气体分子后，由于激发态的气体分子衰变和进入该区的离子复合而形成中性原子所造成的。
(3)克鲁克斯暗区：在此空间产生大量的正离子，由正离子组成了空间电荷并在该处聚集起来，使该区域电位升高，与阴极形成很大电位差(阴极压降),引起的电场畸变。
(4)负辉光区：进入负辉区的电子可分为两类：快电子（数量少，能量大）和慢电子（数量多，能量小）。
(5)法拉第暗区-大部分电子已在负辉区中经历多次碰撞损失了能量，慢电子不足以引起电离和激发。
(6)阳极光柱：在负辉光区与阳极之间，几乎没有电压降。
唯一的作用是连接负辉光区和阳极。
6、巴邢定律--在气体成分和电极材料一定条件下，起辉电压V 只与气体压强P 和电极距离d 的乘积有关。
7、低频交流辉光放电：在频率低于50kHz的交流电压条件下，离子有足够的活动性，且有充分的时间在每个半周期的时间内，在各个电极上建立的直流辉光放电。
8、射频辉光放电（5~30MHz的射频溅射频率下）：为了溅射沉积绝缘材料，将直流电源换成交流电源后由于交流电源的正负性发生周期交替，当溅射靶处于正半周时，电子流向靶面，中和其表面积累的正电荷，并且积累电子，使其表面呈现负偏压，导致在射频电压的负半周期时吸引正离子轰击靶材，从而实现溅射。
特征：（1）减少了放电对二次电子的依赖，降低了击穿电压（2）溅射材料范围拓宽，可以溅射包括介质材料在内的任何材料9、表征溅射特性的参量主要有溅射阀值、溅射率以及溅射粒子的速度和能量等。
10、溅射阀值：指使靶材原子发生溅射的入射离子所必须具有的最小能量||。
主要取决于靶材料，与离子质量无明显依赖关系。
11、溅射率：表示正离子轰击靶阴极时，平均每个正离子能从阴极上打出的原子数||。
溅射率与入射离子种类、能量、角度及靶材的类型、晶格结构、表面状态、升华热大小等因素有关，单晶靶材还与表面取向有关。
12、溅射原子的能量比蒸发原子的能量大，影响溅射原子的能量的因素：溅射原子的能量与靶材料、入射离子的种类和能量以及溅射原子的方向性有关。
溅射原子的能量和速度具有以下几个特点：(1)重元素靶材被溅射出来的原子有较高的逸出能量，而轻元素靶材则有高的原子逸出速度；(2)不同靶材料具有不相同的原子逸出能量,溅射率高的靶材料，通常有较低的平均原子逸出能量；(3)在相同的轰击能量下，原子逸出能量随入射离子质量线性增加，轻入射离子溅射出的原子其逸出能量较低，约为10 ev ，而重入射离子溅射出的原子其逸出能量较大，平均达到30－40ev，与溅射率的情形相类似；（4）溅射原子的平均逸出能量，随入射离子能量增加而增大，当入射离子能量达到1kev以上时，平均逸出能量逐渐趋于恒定值；5）在倾斜方向逸出的原子具有较高的能量，这符合溅射的碰撞过程遵循动量和能量守恒定律。
13、溅射过程包括：靶的溅射、逸出粒子的形态、溅射粒子向基片的迁移和在基板上成膜的过程。
14、溅射机理，以下几点结论：（1）溅射率随入射离子的能量增加而增大；而在离子能量增加到一定程度时，由于离子注入效应，溅射率将随之减小；（2）溅射率的大小与入射粒子的质量有关；（3）当入射离子的能量低于某一临界值（阈值）时，不会发生溅射；（4）溅射原子的能量比蒸发原子的大许多倍；（5）入射原子的能量低时，溅射原子角度分布就不完全符合于余弦分布规律。
角分布还与入射离子方向有关。
从单晶靶溅射出来的原子趋向于集中在晶体密度最大的方向。
（6）因为电子的质量小，所以，即使用具有极高能量的电子轰击靶材时，也不会产生溅射现象。
15、溅射镀膜类型：二级溅射：被溅射的靶（阴极）和成膜的基板及其固定架（阳极）构成了溅射装置的两个极。
因溅射过程发生在阴极，又称阴极溅射。
；磁控溅射：磁控溅射中引入了正交电磁场，使离化率提高了5～6%，于是溅射速率可比三极溅射提高10倍左右。
；反应溅射：在溅射镀膜时，引入某些活性反应气体，来改变或控制淀积特性。
四1、离子镀膜技术：是在真空条件下，应用气体放电实现镀膜，即在真空室中使气体或被蒸发物质电离，在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，同时将蒸发物或其反应产物蒸镀在基片上。
优点：具有膜层的附着力强、绕射性好、可镀材料广泛等一系列优点。
2、离子镀特点：（1）膜层附着性能好（2）膜层的密度高（通常与大块材料密度相同）。
（3）绕射性能好。
（4）可镀材质范围广泛。
（5）有利于化合物膜层的形成。
（6）淀积速率高，成膜速度快，可镀较厚的膜。
3、离化率：是指被电离的原子数占全部蒸发原子数的百分比例。
4、溅射清洗作用：此作用可有效地清除基片表面所吸附的气体、各种污染物和氧化物。
如入射离子能量高、活性大，还可与基片物质发生化学反应乃至发生化学溅射。
5、粒子轰击对薄膜生长的影响：首先是在溅射与淀积混杂的基础上，由于蒸发粒子不断增加，在膜基面形成“伪扩散层”。
其次，离子轰击的表面形貌受到破坏，可能比未破坏的表面提供更多的成核位置，即使在非反应性系统中成核密度也较高。
此外，离子对膜层的轰击作用，对膜的形态和结晶组分等也有影响。
内应力受离子轰击的影响也很明显。
通常，蒸发薄膜具有张应力，溅射淀积的薄膜具有压应力，离子镀薄膜也具有压应力。
6、直流二极型离子镀，特征：其特征是利用二电极间的辉光放电产生离子、并由基板上所加的负偏压对离子加速。
7、多阴极型离子镀：是把被镀基片作为阴极(主阴极)，在其旁侧配置几个热阴极(多阴极)，利用热阴极发出的电子促进气体电离，实际上是在热阴极与阳极的电压下维持放电。