《气相沉积技术》PPT课件

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1、10气相沉积技术教学目的和要求学习蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、化学气相沉积等气相沉积技术的基本原理、主要特点、常见方法(技术种类)，薄膜的形成过程等。重点掌握各种气相沉积技术的基本原理、主要特点。参考书：杨邦朝、王文生，薄膜物理与技术，电子科技大学出版社，1994前言一、薄膜材料的定义及分类二、薄膜技术(材料)的作用三、薄膜技术的发展四、薄膜材料的制备方法五、真空基础一、薄膜材料的定义及分类1、定义膜（材料）：其一维线性尺度远远小于其他二维尺度的固体或液体（材料）。（二维材料）厚膜：厚度＞1μm薄膜：厚度＜1μm（10μm）（纳米薄膜）本课程的“薄膜材料”为：固体基片（

2、基底、衬底）上的固体薄膜。划分是非严格的习惯分法。薄膜材料：一开始就由原子、分子、离子的沉积过程所形成的二维材料，其厚度一般为1nm－10μm。有别于：塑料薄膜、箔、复合层（离子注入）等。2、分类分类的方法很多。机械功能膜：耐磨、减磨、抗腐蚀……厚度：（一般）1－10μm物理功能膜：光、电、声、磁、热厚度：（一般）＜1μm其他分类方法：单质和化合物膜、有机和无机膜、金属和非金属膜、晶态和非晶态膜、单晶和多晶膜、……二、薄膜技术(材料)的作用产生新的功能特性：半导体材料、集成电路等进行微细加工：微电子、精密光学仪器等优化表面性能：机械加工、装饰等新材料制备：纳米材料、陶瓷材

3、料等HRCHV材料66.488065.9860SKH5965.384064.7820SKH4SKH1064800SKH55SKH57SKH363.3780SKH51SKH26172060.1700SKSSKD11SUS440CSOH62SOH6058.867058.3660SOH5856.863056.3620SOH5655.260054.7590SUS420J250.552049.8510SUS301SUS304SUS310材料硬度（HV）色　彩TiN2500金色TiCN2700金茶色ZrN3000淡金色HfN2800淡绿金色CrN2000銀色TiAlN2600黒色常用

4、薄膜性质常用薄膜材料・工具钢・模具钢的硬度三、薄膜技术的发展1650年：库克和牛顿观察到了液体表面上的薄膜产生的相干彩色花纹，各种制备方法和手段相继诞生。1850年：电镀1852年：辉光放电、溅射19世纪末：蒸发镀（真空技术的发展，大大提高了重复性，推动了薄膜技术的发展和应用）20世纪50年代：（电子工业和信息产业）薄膜技术快速发展重复性差目前，向综合型、智能型、环境友好型、节能长寿及纳米化等方向发展。现在几乎可以在任何基体上沉积任何物质的薄膜。四、薄膜材料的制备方法（薄膜技术分类）（主要和常见的）湿法（溶液镀膜法）电镀化学镀阳极氧化法LB法干法PVD法蒸发溅射离子镀镀膜

5、CVD法CVD低压CVD等离子CVD五、真空技术基础真空技术是一门独立的前沿学科。基本内容：真空物理、真空的获得、真空的测量和检漏、真空系统的设计和计算等。真空技术的应用：薄膜技术、电子技术、材料科学、航空航天技术、加速器、表面物理、医学、化工、工农业生产、日常生活等各个领域。真空在薄膜技术中的作用:减少杂质减少散射有利于蒸发等进行1、真空的基本知识真空：低于一个大气压的气体空间（气体状态）。1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。

6、（稀薄）气体状态方程：P=nkTn=7.2×1022P/T(个/cm3)标准状态（T=273.15K，P=1.013×105Pa）下,n=2.67×1019个/cm3T=293K,P=1.3×10-11Pa下,n=4×103个/cm3真空是相对的，绝对的真空是不存在的。n=7.2×1022P/T(个/cm3)太阳系：n=102个/m3恒星空间：n=101个/m3(温度：0－107K)真空度的度量：压强、气体分子密度、气体分子的平均自由程、形成一个分子层所需的时间等。真空度和压强：压强越低意味着单位体积中气体分子数愈少，真空度愈高；反之真空度越低则压强愈高。压强是真空的法定

7、度量单位。1标准大气压（1atm）=760mmHg=760Torr1标准大气压=1.013×105Pa1Torr=133.3Pa1bar=105Pa≈1atm1kgf/cm2=0.98bar真空度量单位：常用真空单位及换算：单位PaTorrbaratm1Pa17.5×10-31×10-59.87×10-61Torr133.3211.33×10-31.32×10-21bar1×1057.5×10219.87×10-11atm1.013×1057601.0131真空区域的划分：目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空：105-102