《薄膜材料与薄膜技术》复习题

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1、《薄膜材料与薄膜技术》复习题1.薄膜材料与体材料的联系与区别。1.薄膜所用原料少，容易大面积化，而且可以曲面加工。例：金箔、饰品、太阳能电池，GaN，SiC，Diamond2.厚度小、比表面积大，能产生许多新效应。如：极化效应、表面和界面效应、耦合效应等。3.可以获得体态下不存在的非平衡和非化学计量比结构。如：Diamond:工业合成,2000℃，5.5万大气压,CVD生长薄膜:常压，800度.MgxZn1-xO:体相中Mg的平衡固溶度为0.04,PLD法生长的薄膜中，x可0~1.4.容易实现多层膜，多功能薄膜。如：太阳能电池、超晶格：GaAlAs/GaAs5.薄膜和

2、基片的粘附性，一般由范德瓦耳斯力、静电力、表面能（浸润）和表面互扩散决定。范德瓦耳2.真空度的各种单位及换算关系如何？l1pa=1N/m2(1atm)≈1.013×105Pa(帕)l1Torr≈1/760atm≈1mmHgl1Torr≈133Pa≈102Pal1bar=0.1MPa3.机械泵、扩散泵、涡轮分子泵和低温泵的工作原理是什么？旋片式机械泵工作过程：1.气体从入口进入转子和定子之间2.偏轴转子压缩空气并输送到出口3.气体在出口累积到一定压强，喷出到大气工作范围及特点：Atmosphereto10-3torr耐用，便宜由于泵的定子、转子都浸入油中，每周期都有油进

3、入容器，有污染。要求机械泵油有低的饱和蒸汽压、一定润滑性、黏度和高稳定性。油扩散泵1.加热油从喷嘴高速喷出，气体分子与油分子碰撞实现动量转移，向出气口运动，或溶入油中，油冷凝后，重新加热时，排出溶入的气体，并由出气口抽出；2.需要水冷，前级泵3.10-3to10-7Torr(to10-9Torr，液氮冷阱)优点：耐用、成本低，抽速快无震动和声音缺点：油污染涡轮分子泵特点：1.气体分子被高速转动的涡轮片撞击，向出口运动2.多级速度：30,000-60,000rpm.转子的切向速度与分子运动速率相当3.Atmosphereto10-10Torr4.启动和关闭很快5.无油，

4、有电磁污染6.噪声大、有振动、比较昂贵.低温泵（Cryopump）特点：1.利用20K以下的低温表面来凝聚气体分子实现抽气，是目前最高极限真空的抽气泵；2.可对各种气体捕集，凝结在冷凝板上，所以工作一段时间后必须对冷凝板加热“再生”；3.“再生”必须彻底；4.加热“再生”温度>200°C烘烤除去吸附的气体5.无油污染；6.制冷机式低温泵运作成本低，较常采用。4.为什么薄膜的主要PVD制备技术要在真空中完成？真空的特点是a气体分子的平均自由程大b单位面积上分子与固体表面碰撞的频率小c气体分子密度低d剩余气体对沉积膜的掺杂想要得到高纯度的薄膜，就必须尽量在较高真空度的环境

5、下，或是在不会与薄膜材料产生反应的氩气等的惰性气体中进行。e改变反应进程薄膜要求密致，纯度高，针孔小，然后真空可以提高沉积速率，降低对薄膜的污染5.哪些是有油真空泵，哪些是无油真空泵？无油泵有哪些主要点？机械泵和扩散泵是有油泵，涡轮分子泵，罗兹泵，离子泵，钛升华泵无有油，6.叙述热偶规、电离规测量真空度的原理和使用必须的注意事项。7.什麽是CVD和PVD薄膜制备技术？8.CVD过程自由能与反应平衡常数的过程判据是什么？9.写出CVD沉积Si、SiO2、Si3N4、GaAs薄膜的反应方程？各采用什么类型的CVD装置？10.CVD薄膜沉积的必要条件是什么？11.说出APC

6、VD、LPCVD、PECVD的原理和特点。12.什么是化学镀？它与化学沉积镀膜的区别？有何特点？13.电镀与化学镀有何区别？有那些主要应用？14.Sol-Gel成膜技术的特点和主要工艺过程是什么？15.说出四种以上薄膜的化学制备方法和四种以上物理制备方法？16.什么是饱和蒸气压？与蒸发温度的关系怎样？17.温度变化对蒸发速率有何影响？18.蒸发时如何控制合金薄膜的组分？19.膜厚的主要监控方法有哪些？20.什麽是辉光放电？它有哪些主要应用领域？21.溅射镀膜与真空镀膜相比，有何特点？22.溅射率的大小与那些因素有关？以Ar为溅射源，常温下能获得较高溅射率的合适的溅射能

7、量、溅射角度在什么范围？23.什麽是直流溅射？什麽是射频溅射？比较它们在原理、结构与使用方面的异同点。24.溅射率的大小主要有哪五种因素决定？沉积率的大小又有哪些因素决定？25.试述磁控溅射的机理，主要优点是什麽？26.什麽是反应溅射？如何合理控制反应溅射条件得到需要的薄膜？27.多源蒸发与多靶溅射有哪些重要的用途？为了得到需要组分的多元弥散薄膜，需要如何调节？28.离子束溅射沉积的主要优点是什么？29.离子镀膜的原理和特点是什么？30.离子助有那些类型，离子束增强沉积薄膜合成的原理是什么？31.有那些薄膜外延的手段？试比较它们的特点。32.描述薄膜