薄膜材料简介学习教案

1、会计学1薄膜材料简介薄膜材料简介第一页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第1页/共42页第二页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第2页/共42页第三页，编辑于星期日：十九点 四十九分。 3000多年前，中国古代在陶瓷中已开始采用釉涂层。多年前，中国古代在陶瓷中已开始采用釉涂层。 19世纪初，发现辉光放电过程可沉积固体薄膜。世纪初，发现辉光放电过程可沉积固体薄膜。 20世纪后，电解法、化学反应法和真空蒸镀法等薄膜制备方法相世纪后，电解法、化学反应法和真空蒸镀法等薄膜制备方法相继问世，薄膜技术迅速发展。光学薄膜最先得到研究和应用，成继问世，薄膜技术迅速发展。光学薄膜最先得到研究和应用，成功地制备了

2、各种增透膜、高反膜、滤光膜、分光膜等光学薄膜，功地制备了各种增透膜、高反膜、滤光膜、分光膜等光学薄膜，在光学仪器、太阳电池、建筑玻璃等领域得到广泛的应用。在光学仪器、太阳电池、建筑玻璃等领域得到广泛的应用。20世纪世纪50年代以后，微电子技术的进步极大地推动了薄膜技术的年代以后，微电子技术的进步极大地推动了薄膜技术的进步。在现代的集成电路制作过程中，薄膜沉积和刻蚀是必不可进步。在现代的集成电路制作过程中，薄膜沉积和刻蚀是必不可少的薄膜工艺。少的薄膜工艺。第3页/共42页第四页，编辑于星期日：十九点 四十九分。Worldwide market of raw materials for thin

3、film technologypit rises at an averaged annual growth rate of 13.7%.第4页/共42页第五页，编辑于星期日：十九点 四十九分。晶膜、超晶格膜等。晶膜、超晶格膜等。第5页/共42页第六页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第6页/共42页第七页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第7页/共42页第八页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第8页/共42页第九页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第9页/共42页第十页，编辑于星期日：十九点 四十九分。32xxVmjefdVh 第10页/共42页第十一页，编辑于星期日：十九点 四十九分。3(1

4、)18p Ld 根据电流密度在膜厚方向的平均值和电场的关系求得薄膜的电导率为：(见课本P2)第11页/共42页第十二页，编辑于星期日：十九点 四十九分。n对于块状材料，则有（1-4）S0sLdmTSdmdA0mLdmTSdm第12页/共42页第十三页，编辑于星期日：十九点 四十九分。Ts=150K。n实验表明，薄膜材料的熔点普遍低于它相应块材的熔点。2,mLdASTdmrmsTT20msmTTTLr第13页/共42页第十四页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第14页/共42页第十五页，编辑于星期日：十九点 四十九分。3）单晶：适当条件下，薄膜沿单晶基片的结晶轴方向呈单晶生长。第15页/共42页

5、第十六页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第16页/共42页第十七页，编辑于星期日：十九点 四十九分。移率很小，表面粗糙，面积较大，容易形成多孔结构。第17页/共42页第十八页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第18页/共42页第十九页，编辑于星期日：十九点 四十九分。态。态。第19页/共42页第二十页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第20页/共42页第二十一页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第21页/共42页第二十二页，编辑于星期日：十九点 四十九分。三个理由：u 不同材料特性的优势互补u 微电子技术、光电子技术的发展u 功能性结构的微小型化第22页/共42页第二十三页，编辑于星期日：十

6、九点 四十九分。第23页/共42页第二十四页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第24页/共42页第二十五页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第25页/共42页第二十六页，编辑于星期日：十九点 四十九分。第26页/共42页第二十七页，编辑于星期日：十九点 四十九分。P-type Substrate微电子技术中的薄膜材料微电子技术中的薄膜材料: : MOSFETN +N +PolysiliconThin gate oxideThick oxidesInterconnect metalHeavily doped region第27页/共42页第二十八页，编辑于星期日：十九点 四十九分。磁存储技术中的

7、薄膜材料磁存储技术中的薄膜材料: : 磁头与磁记录介质磁头与磁记录介质Materials today, JAN-FEB 2007 | VOLUME 10 | NUMBER 1-2 47Diamond-like carbon for data and beer storage REVIEW第28页/共42页第二十九页，编辑于星期日：十九点 四十九分。微机电系统中的薄膜材料微机电系统中的薄膜材料: : 微型反射镜组微型反射镜组第29页/共42页第三十页，编辑于星期日：十九点 四十九分。u Metals: Al, Cu, Au u Glass: SiOx, SiNx u Ceramics: YBCO

8、, PZT u Semiconductors: Si, GaAs u Polymers: PE, PMMA Thin films materials may include:第30页/共42页第三十一页，编辑于星期日：十九点 四十九分。n 薄膜材料的制备技术手段； n 薄膜材料的结构理论； n 薄膜材料的表征技术； n 薄膜材料的体系、性能与应用 第31页/共42页第三十二页，编辑于星期日：十九点 四十九分。Old preparation procedures include: u Dippingu Sprayingu Paintingu Electro-depositionu 第32页/共4

9、2页第三十三页，编辑于星期日：十九点 四十九分。 Thin film technology is the art and science to deposit thin layers of materials on a substrate for various applications. With a modern thin film technology, the material layer is formed one atom or molecule at a time. It takes place in vacuum, to deposit a uniform layer and

10、to avoid contamination.第33页/共42页第三十四页，编辑于星期日：十九点 四十九分。Example: A coater for tool coatings第34页/共42页第三十五页，编辑于星期日：十九点 四十九分。A coater line for CDs and DVDs第35页/共42页第三十六页，编辑于星期日：十九点 四十九分。A coating system for hard disks第36页/共42页第三十七页，编辑于星期日：十九点 四十九分。A clustered coating system for IC第37页/共42页第三十八页，编辑于星期日：十九

11、点 四十九分。A coater for flat panel displays第38页/共42页第三十九页，编辑于星期日：十九点 四十九分。A commercial CVD equipment for film deposition on Si wafers in semiconductor industryK.L. Choy / Progress in Materials Science 48 (2003) 57170第39页/共42页第四十页，编辑于星期日：十九点 四十九分。An in-line PECVD machine for solar cellsA.G. Aberle / Solar Energy Materials & Solar Cells 65 (2001) 239248used by the Japanese manufacturer Shimadzu Corp., to deposit SiNx1.28m and a throughput of 1485 Si wafers (area 100 cm2)/hr 第40页/共42页第四十一页，编辑于星期日：十九点 四十九分。PECVD system at RWE-Schott Solar, Germany with a