Thin Film Review我们不敢保证每道题都考，但是标注“★”的我们觉得必考。

一、名词解释1、薄膜：由单个的原子、离子、原子团无规则地入射到基板表面，经表面附着、迁徙、凝结、成核、核生长等过程而形成的一薄层固态物质。

2、气体分子的平均自由程：气体分子在两次碰撞的间隔时间里走过的平均距离。

3、气体分子的最可几速度：平均运动速度f(v)最大时的速度4、饱和蒸气压：一定温度下，蒸发气体与凝聚相平衡过程中所呈现的压力。

（汽、固或汽、液两相平衡时）5、真空蒸发：在真空环境下，给待蒸发物质提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸气压。

在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，即可实现真空蒸发沉积。

6、PLD：pulsed laser deposition激光蒸发装置7、溅射：是一个离子轰击物质表面，并在碰撞过程中发生能量与动量的转移，从而最终将物质表面原子激发出来的复杂过程。

8、离子镀：使用电子束蒸发法提供沉积的源物质，同时以衬底作为阴极、真空室作为阳极组成一个类似二级溅射（直流或射频）装置，在沉积前和沉积中采用高能量的离子流对衬底和薄膜进行溅射处理。

9、离子束辅助沉积：使用单独离子源轰击衬底表面。

10、分子束外延：在超高真空下（～10-9－10-11Torr），将薄膜诸组分元素的分子束流，直接喷到衬底表面，从而在其上形成外延薄膜。

11、PECVD：（plasma enhanced chemical vapor deposition）等离子体辅助化学气相沉积：在低压化学气相沉积过程进行的同时，利用辉光放电等离子体对沉积过程施加影响的技术。

12、ALD：（Atomic Layer Deposition）定义：原子层沉积是在一个加热反应的衬底上连续引入至少两种气相前驱体源，化学吸附至表面饱和时自动终止。

13、溶胶-凝胶(Sol-Gel)法：溶胶-凝胶是一种液相化学合成方法，是指用金属的有机或无机化合物，经过溶液、溶胶、凝胶过程，接着在溶胶或凝胶状态下成型，再经干燥和热处理等工艺流程制成不同形态的产物（包括粉体、纤维、薄膜、陶瓷）。

14、外延生长：在完整的单晶衬底上延续生长单晶薄膜；15、薄膜的生长模式：岛状生长模式、层状生长模式、层状—岛状生长模式。

16、自发形核：整个形核过程完全是在相变自由能的推动下进行的。

17、形核率：单位面积上，单位时间内形成的临界核心的数目。

18、布拉格公式：2dsinθ=nλ（式中：d —相应晶面的面间距；λ —入射的X射线的波长θ —X射线与相应晶面的夹角。

）19、真空（Vacuum）：在给定的空间内压力低于一个大气压的稀薄气体状态。

二、选择1)物理气相沉积不具有的特点是。

(a) 需要使用固态或熔融态的物质作为沉积过程的源物质；(b) 源物质经过物理过程进入气相；(c) 需要相对较高的气体压力环境；(d) 在气相中及衬底表面并不发生化学反应。

2)对元素蒸发速率影响最大的因素是。

(a)环境气体压力；(b)元素的平衡蒸气压；(c) 蒸发源所处温度；(d) 被蒸发物质的相对原子质量。

3)真空蒸发薄膜沉积的加热原理不包含。

(a) 电阻加热蒸发；(b) 电子束蒸发；(c) 等离子体溅射； (d) 激光蒸发。

4)面蒸发源与点蒸发源在源正上方的衬底处沉积物质质量密度之比为。

(a)1/4；(b) 1/2；(c) 4； (d) 1。

5）溅射法利用的是气体阶段。

(a) 汤生放电；(b) 正常辉光放电；(c) 异常辉光放电；(d) 弧光放电。

6)溅射原子的能量可为。

(a)20eV；(b) 2eV；(c) 0.2eV；(d) 0.02eV三、填空1)在离子镀膜成膜过程中，同时存在沉积和溅射作用，只有当前者超过后者时，才能发生薄膜的沉积。

2)利用气态先驱反应物，通过原子、分子间化学反应的途径生成固态薄膜的技术。

3)薄膜的化学气相沉积具有相对较高的压力环境。

4)气相运输，当物质升华温度不高时，利用升华和冷凝的可逆过程实现气相沉积。

5)1Torr=133.322Pa。

1bar=7.501×102Torr。

高真空一般指气压低于1×10-1～1×10-6Pa的真空环境。

6)10-5Pa 下，气体分子密度约为2.687×1025个/cm3；常温下，平均自由程为。

气体分子的最可几速度是指：f(v)最大时的速度7)机械式气体输运泵的典型例子有：旋片式机械泵、罗茨泵、涡轮分子泵它们具有相似的工作原理，即:采用对气体进行压缩的方式将气体分子输送至真空系统8)在高真空镀膜机中，需要电离真空计来测量真空度。

热偶真空规、电离真空规的测量范围分别是（10^-2 到 10^2）Pa，（10^-7 到 1）Pa9)温度越高，相对原子质量越小，分子的平均运动速度越大。

10)降低气体压力，减小碰撞几率，获得较大的平均自由程。

11)薄膜沉积速度正比于气体分子的通量12)对元素蒸发速率影响最大的因素：蒸发源所处的温度。

13)★随着气压的变化，溅射的沉积速率出现极值，沉积速度与溅射功率(或溅射电流的平方)成正比，与靶材和衬底之间的间距成反比。

14)★CVD 技术中，薄膜制备的两个重要参数是气相反应物的过饱和度和沉积温度。

15)完整单晶的沉积条件：气相过饱和度低和沉积温度高。

16)激光 CVD 辅助技术被广泛应用于金属和绝缘介质薄膜17)低温、高速的沉积往往导致多晶态甚至是非晶态的薄膜组织。

18)单晶外延可被分为两类：同质外延和异质外延。

19)★X 射线衍射现象发生的条件是 2dsinθ =nλ。

通过收集入射和衍射X射线的角度和强度分布的方法，可以获得晶体点阵类型、点阵常数、晶体取向、缺陷和应力等有关材料结构的信息。

20)★常用的薄膜成分表征方法有原子内的电子激发及相应的能量过程、X射线能量色散谱（EDX、俄歇电子能谱（AES）、X 射线光电子能谱（XPS），它们大多是基于原子在受到激发以后，内层电子排布会发生变化并发生相应的能量转换过程的原理。

把 M→K 跃迁对应的X射线对应的特征X射线称为Kβ线；把M→L 跃迁对应的X射线对应的特征X射线称为Kα线。

21)★作为一种常规成分分析仪器，他被广泛安装于扫描和透射电子显微镜，作为材料结构研究中的主要成分分析手段：X 射线能量色散谱仪又被简称能谱仪。

22)温度越高，相对原子质量越小，23)分子的平均运动速度越大。

24)最可几速度Vp：f(v)最大时的速度25)气体分子的无规则运动本身并不导致气体的宏观流动。

只有在空间存在宏观压力差的情况下，气体作为一个整体才会产生宏观的定向流动。

26)气体的流动状态根据气体容器的几何形状、气体的压力、温度以及气体的种类不同而存在很大差别。

27)真空系统设计的一个基本原则：确保C大于Sp。

28)平衡(饱和)蒸气压：一定温度下，蒸发气体与凝聚相平衡过程中所呈现的压力。

29)化合物的蒸发: ①蒸气可能具有完全不同于蒸发源的化学成分;②气相分子还可能发生化合与分解过程。

30)合金中各元素的蒸发过程可以被近似视为各元素相互独立的蒸发过程。

31)在物质蒸发的过程中，被蒸发原子的运动具有明显的方向性；影响沉积薄膜的均匀性和微观组织结构。

32)点蒸发源（点源）：能够从各个方向蒸发等量材料的微小球状蒸发源。

（距离衬底较远，尺寸较小）。

33)薄膜的沉积速率将与距离ｒ的平方成反比，并与衬底和蒸发源之间的方向夹角θ有关。

34)沉积物中杂质的含量与残余气体的压强p成正比；与薄膜的沉积速度成反比。

35)等离子体：由离子、电子以及中性原子和原子团组成，宏观上对外呈现出电中性。

36)磁场的存在将延长电子在等离子体中的运动轨迹，提高与原子碰撞和电离过程的几率，显著提高溅射效率和沉积速率。

37)二极直流辉光放电，PECVD薄膜的沉积，一般发生在放置于电极之上的衬底上。

38)新相的成核过程可以被分为自发成核和非自发成核。

四、判断题（）溅射镀膜中，气压越高，入射离子越多，所以沉积速率越快。

（）磁控溅射可以是直流溅射，也可以是射频溅射。

（）当入射离子能量小于一定值时（～10ev），不会发生溅射现象。

（）入射离子能量越高，溅射率就越大。

（）边界层内气体处于一种流动性较低的状态，而反应物和反应产物都需要经过扩散过程通过这一边界层，因此边界层的存在限制了薄膜的沉积速率。

（对）★某些捕获式真空泵在工作完毕以后还可能将己捕获的气体分子释放回真空系统。

（对）★蒸发法不宜被用来制备组元平衡蒸气压差别较大的合金的薄膜。

（对）★电子与其他粒子的非弹性碰撞是维持自持放电过程的主要机制。

（对）只有当入射离子能量超过一定的阈值以后，才会出现被溅射物质表面原子的溅射。

（对）随着元素外层 d 电子数增加，溅射产额提高。

（对）惰性气体作为入射离子，溅射产额较高。

（对）磁控溅射的特点：沉积速度较高、工作气体压力较低。

（对）★反应级数取决于反应的具体进程和其中的限制性环节，而与化学反应式的系数之间没有直接的关系。

（对）在低压装置中，为了抵消工作压力降低的影响，需要提高反应气体在气体总量中的浓度比。

（对）气体分子的平均自由程是指气体分子在两次碰撞的间隔时间里走过的平均距离。

（对）降低气体压力，减小碰撞几率，可以获得较大的平均自由程。

（对）没有绝对真空只有相对真空。

（期中考试考过）（对）对元素蒸发速率影响最大的因素是蒸发源所处的温度。

（对）离子的产生过程与等离子体的产生或气体的辉光放电过程密切相关。

（对）★工作气压对溅射速率、薄膜质量影响很大。

（对）使金属原子与活性气体分子在溅射沉积的同时生成所需的化合物叫反应溅射。

（对）★压力P降低，薄膜沉积速率提高一个数量级以上。

（对）原子层沉积是在一个加热反应的衬底上连续引入至少两种气相前驱体源，化学吸附至表面饱和时自动终止。

（对）当过饱和度为零时，ΔGv=０，这时将没有新相的核心可以形成，或者已经形成的新相核心不再长大。

五、简答题1)★薄膜生长的方式有哪三种模式？试述每种模式的适用条件。

岛状生长模式；层状生长模式；层状-岛状生长模式。

被沉积物与衬底间润湿性较差被沉积物倾向于自己相互键合适合岛状生长，当被沉积物与沉底之间的侵润性很好被沉积物的原子更倾向于与衬底原子键合时适合层状生长。

2)★薄膜厚度的测试方法主要有哪些，其英文简称，举一例说明其测量原理。

等厚干涉法（FET），等色干涉法（FECO）等角度干涉法（VAMFO）等角反射干涉法（CARIS）椭偏仪法，表面粗糙度仪法，称重法，石英晶体振荡器法。

举例：椭偏仪法（利用的是物质界面对于不同偏振态光具有不一样的反射，折射能力的特性，通过测量出薄膜对于不同偏振光分量的反射系数之比求出薄膜的厚度。

）3)简述新相自发成核理论的基本内容。

自发成核指的是整个成核过程中原子由气相转变为固相或液相的相变自由能推动下形成的，也称均匀成核。