1、1、膜的定義及分類。答：當固體或液體的一維線性尺度遠遠小于它的其他二維尺度時，我們將這樣的固體或液體稱為膜。通常，膜可分為兩類：（1）厚度大于1mm勺膜，稱為厚膜；（2）厚度小于1mm勺膜，稱為薄膜。2、人類所接觸的真空大體上可分為哪兩種？答：（1）宇宙空間所存在的真空，稱之為“自然真空”；（2）人們用真空泵抽調容器中的氣體所獲得的真空，稱之為“人為真空”。3、何為真空、絕對真空及相對真空？答：不論哪一種類型上的真空，只要在給定空間內，氣體壓強低于一個大氣壓的氣體狀態，均稱之為真空。完全沒有氣體的空間狀態稱為絕對真空。目前，即使采用最先進的真空制備手段所能達到的最低壓強下，每立方厘米體積中仍有

2、幾百個氣體分子。因此，平時我們所說的真空均指相對真空狀態。4、毫米汞柱和托？答：“毫米汞柱（mmHg”是人類使用最早、最廣泛的壓強單位，它是通過直接度量長度來獲得真空的大小。1958年，為了紀念托里拆利，用“托（Torr）”，代替了毫米汞柱。1托就是指在標準狀態下，1毫米汞柱對單位面積上的壓力，表示為1Torr=1mmHg。5、真空區域是如何劃分的？答：為了研究真空和實際使用方便，常常根據各壓強范圍內不同的物理特點，把真空劃分為以下幾個區域：（1）粗真空：1'1051'102Pa,（2）低真空：1'102110-1Pa,（3）高真空：1'10-11'10

3、-6Pa和（4）超高真空：1'10-6Pa。6、真空各區域的氣體分子運動規律。答：（1）粗真空下，氣態空間近似為大氣狀態，分子仍以熱運動為主，分子之間碰撞十分頻繁；（2）低真空是氣體分子的流動逐漸從黏滯流狀態向分子狀態過渡，氣體分子間和分子與器壁間的碰撞次數差不多；（3）高真空時，氣體分子的流動已為分子流，氣體分子與容器壁之間的碰撞為主，而且碰撞次數大大減少，在高真空下蒸發的材料，其粒子將沿直線飛行；（4）在超高真空時，氣體的分子數目更少，幾乎不存在分子間的碰撞，分子與器壁的碰撞機會也更少了。7、何為氣體的吸附現象？可分幾類、各有何特點？答：氣體吸附就是固體表面捕獲氣體分子的現象，吸附

4、分為物理吸附和化學吸附。（1）物理吸附沒有選擇性，任何氣體在固體表面均可發生，主要靠分子間的相互吸引力引起的。物理吸附的氣體容易發生脫附，而且這種吸附只在低溫下有效；（2）化學吸附則發生在較高的溫度下，與化學反應相似，氣體不易脫附，但只有當氣體中的原子和固體表面原子接觸并形成化合鍵時才能產生吸附作用。8、何為氣體的脫附現象？答：氣體的脫附是氣體吸附的逆過程。通常把吸附在固體表面的氣體分子從固體表面被釋放出來的過程叫做氣體的脫附。9、何為電吸收和化學清除現象？答：電吸收是指氣體分子經電離后形成正離子，正離子具有比中性氣體分子更強的化學活潑性，因此常常和固體分子形成物理或化學吸附；化學清除現象常在

5、活潑金屬（如鋇、鐵等）固體材料的真空蒸發時出現，這些蒸發的固體材料將與非惰性氣體分子生成化合物，從而產生化學吸附。10、影響氣體在固體表面吸附和脫附的主要因素答：（1）氣體的壓強、（2）固體的溫度、（3）固體表面吸附的氣體密度以及（4）固體本身的性質，如表面光潔程度、清潔度等。11、目前常用獲得真空泵主要有幾種類型，各自的特點？答；目前常用獲得真空的設備主要有氣體傳輸泵（旋轉式機械真空泵、油擴散泵、復合分子泵）和氣體捕獲泵（分子篩吸附泵、鈦升華泵、濺射離子泵和低溫泵）兩類。氣體傳輸泵是一種通過將氣體不斷吸入并排出真空泵從而達到排氣的目的泵；氣體捕獲泵是一種利用各種吸氣材料所特有的吸氣作用將被抽

6、空間的氣體吸除，以達到所需真空度的泵。氣體捕獲泵工作時不采用油做介質，故又稱之為無油類泵。12、何為前級泵和次級泵？答：機械泵和吸附泵都是從一個大氣壓力下開始抽氣，因此常將這類泵稱為“前級泵”，而將那些只能從較低的氣壓抽到更低的壓力下的真空泵稱為“次級泵”。13、何為機械泵，其工作特點是什么？機械泵有哪幾種形式？答：凡是利用機械運動（轉動或滑動）以獲得真空的泵，就稱為機械泵。機械泵可以從大氣壓開始工作的典型的真空泵，既可以單獨使用，又可作為高真空泵或超高真空泵的前級泵。由于這種泵是用油來進行密封的，所以屬于有油類型的真空泵。機械泵常見的有旋片式、定片式和滑閥式（又稱柱塞式）幾種，其中以旋片式機

7、械泵最為常見。14、何為分子泵，其工作特點是什么？分子泵有哪幾種形式，各有何特點？答：分子泵也屬于氣體傳輸泵，但是它是一種無油類泵，可以與前級泵構成組合裝置，從而獲得超高真空。分子泵分為牽引泵（阻壓泵）、渦輪分子泵和復合分子泵三大類：（1）牽引泵在結構上更為簡單，轉速較小，但壓縮比大；（2）渦輪式分子泵可分“敞開”葉片型和重疊葉片型，前者轉速高，抽速也較大，后者則恰好相反；（3）復合型分子泵將渦輪分子泵抽氣能力高（24000r/min）的優點和牽引分子泵（460l/sec）壓縮比大（150）的優點結合在一起，利用高速旋轉的轉子攜帶氣體分子而獲得超高真空。15、何為低溫泵，按其工作原理可分幾種類

8、型？答：低溫泵是利用20K以下的低溫表面來凝聚氣體分子以實現抽氣的一種泵，是目前具有最高極限真空的抽氣泵。低溫泵又稱冷凝泵、深冷泵。按其工作原理又可分為低溫吸附泵、低溫冷凝泵、制冷機低溫泵。16、捕獲泵再生時必須遵循的要求？答：（l）一且開始再生處理，就必須清除徹底。這是因為局部升溫時會使屏蔽板上冷凝的大量水蒸氣轉移到內部的深冷吸氣板上嚴重損害低溫泵的抽氣能力。（2）再生時應使凝結層穩定蒸發，一定不能使系統內氣體壓力超過允許值，否則在除氫這類易燃易爆的氣體時，旦漏入空氣就有爆炸的危險。（3）再生時，需嚴防來自前級泵的碳氫化合物進入低溫泵內污染吸氣面，因此要求抽氣時間盡可能短。17、按測量原理真

9、空計可分幾種，各自的定義及特點？答：真空計的種類很多，通常按測量原理可分為絕對真空計和相對真空計。通過測定物理參數直接獲得氣體壓強的真空計稱為絕對真空計；通過測量與壓強有關的物理量，并與絕對真空計比較后得到壓強值的真空計稱為相對真空計。特點：（1）絕對真空計：所測量的物理參數與氣體成分無關，測量比較準確，但是在氣體壓強很低的情況下，直接進行測量是極其困難的；（2）相對真空計：測量的準確度略差，而且和氣體的種類有關。第二章薄膜制備的化學方法1、化學氣相沉積的主要優點有哪些？答：（1）可準確控制薄膜組分及摻雜水平，獲得具有理想化學配比的薄膜；（2）可在復雜形狀的基片上沉積；（3）可在大氣壓下進行，

10、系統不需要昂貴的真空設備；（4）高沉積溫度可大幅度改善晶體的結晶完整性；（5）利用材料在熔點或蒸發時分解的特點而得到其他方法無法得到的材料；（6）沉積過程可以在大尺寸基片或多基片上進行。2、化學氣相沉積的主要缺點有哪些？答：（1）化學反應需要高溫；（2）反應氣體會與基片或設備發生化學反應；（3）在化學氣相沉積中所使用的設備可能較為復雜，且有許多變量需要控制。3、在化學氣相薄膜沉積過程中可控制的變量有那些？涉及那幾個基本過程？答：氣體流量、氣體組分、沉積溫度、氣壓、真空室幾何構型等。因此，化學氣相沉積涉及三個基本過程：（1）反應物的輸運過程；（2）化學反應過程；（3）去除反應副產品過程。4、化學

11、氣相沉積反應器的設計類型可分成幾種，各自特點有哪些？答：（1）常壓和（2）低壓式、（3）熱壁式和（4）冷壁式。特點：（1）常壓式反應器：運行的缺點是需要大流量攜載氣體、大尺寸設備，得到的膜污染程度高。（2）低壓式反應器：不需攜載氣體，并在低壓下只使用少最反應氣體，此時，氣體從一端注入，在另一端用真空泵排出。低壓式反應器已得到迅猛發展。（3）熱壁式反應器：整個反應器需要達到發生化學反應所需的溫度，基片處于由均勻加熱爐所產生的等溫環境下。（4）冷壁式反應器：只有基片需要達到化學反應所需的溫度，換句話說，加熱區只局限于基片或基片架。5、何為激光化學氣相沉積，它的主要機制和作用是什么？答：激光化學氣相

12、沉積是通過使用激光源產生出來的激光束實現化學氣相沉積的一種方法。從本質上講，由激光觸發的化學反應有兩種機制：（1）一種為光致化學反應，（2）另一種則為熱致化學反應。作用：（1）在光致化學反應過程中，具有足夠高能量的光子用于使分子分解并成膜，或與存在于反應氣體中的其他化學物質反應并在鄰近的基片上形成化合物膜。（2）在熱致化學反應過程中，激光束用作加熱源實現熱致分解，在基片上引起的溫度升高控制著沉積反應。6、激光化學氣相沉積過程中顯示出的那些獨特優越性？答：激光的方向性可以使光束射向很小尺寸上的一個精確區域，產生局域沉積。通過選擇激光波長可以確定光致反應沉積或熱致反應沉積。時發生。在許多情況下，光

13、致反應和熱致反應過程同7、激光化學氣相沉積的反應系統與傳統化學氣相沉積系統相似，但薄膜的生長特點在許多方面是不同的，這其中的主要原因是什么？答：（1）由于激光化學氣相沉積中的加熱非常局域化，因此其反應溫度可以達到很高。（2）在激光化學氣相沉積中可以對反應氣體預加熱，而且反應物的濃度可以很高，來自于基片以外的污染很小。（3）對于成核，表面缺陷不僅可起到通常意義下的成核中心作用，而且也起到強吸附作用，因此當激光加熱時會產生較高的表面溫度。（4）由于激光化學氣相沉積中激光的點幾何尺寸性質增加了反應物擴散到反應區的能力，因此它的沉積率比傳統化學氣相沉積高出幾個數量級。但是，激光化學氣相沉積中局部高溫在

14、很短時間內只局限在一個小區域，因此它的沉積率由反應物的擴散以及對流所限制。8、限制激光化學氣相沉積沉積率的參數主要有哪些？答：反應物起始濃度、惰性氣體濃度、表面溫度、氣體溫度、反應區的幾何尺度等。9、紫外線光致分解沉積系統的優點是什么？;（ 2 ）在窗口處可答：（1）真空紫外線可以在沒有任何吸收損失的條件下被直接引向窗口避免薄膜沉積；（3）沒有光線直接到達基片。第三章1、解釋PECVDf積過程的兩種模型答：（1）光和團簇助化學氣相沉積，其沉積率為6nm/min，這里等離子體與基片不接觸。（2）等離子體助化學氣相沉積，在此過程中，在感應加熱等離子體附近的輝光放電等離子體與基片相接觸，沉積率為50

15、nm/min。2、何為電鍍？答：電鍍是電流通過在導電液（稱為電解液）中的流動而產生化學反應，最終在陰極上（電解）沉積某一物質的過程。3、在水溶液中，離子被沉積到薄膜以前經歷了哪幾個過程？答：去氫；放電；表面擴散；成核、結晶。4、電鍍法的優缺點有哪些？答：電鍍法的優點是（1）薄膜的生長速度較快；（2）基片可以是任意形狀，這是其他方法所無法比擬的。電鍍法的缺點是電鍍過程一般難以控制。5、何為化學鍍？答：不加任何電場、直接通過化學反應而實現薄膜沉積的方法叫化學鍍。化學反應可以在有催化劑存在和沒有催化劑存在時發生，使用活性劑的催化反應也可視為化學鍍。6、LB膜技術所形成膜的類型有哪幾種？請畫出相應膜結

16、構。答：（1）如果沉積層只在基片下降時得到，這樣的沉積或制造的膜稱為X型；薄膜材料與薄膜技術（答案）（2）當基片下降或抽取時實現膜的沉積則此膜為Y型，這一類型膜為大多數研究者所研究；薄膜材料與薄膜技術（答案）（3）當只有當基片抽取時發生膜沉積，此時獲得的膜稱為Z型，這一沉積模式是不常見的。薄膜材料與薄膜技術（答案）10、在水溶液中，離子被沉積到薄膜以前經歷的具體過程有哪些？答：去氫；放電；表面擴散；成核、結晶。11、何為電鍍？其主要優缺點有哪些？電鍍法制備的薄膜性質主要取決于什么？答：電鍍是電流通過在導電液（稱為電解液）中的流動而產生化學反應，最終在陰極上（電解）沉積某一物質的過程。電鍍法的主

17、要優點是薄膜的生長速度較快；基片可以是任意形狀，這是其他方法所無法比擬的。電鍍法的缺點是電鍍過程一般難以控制。電鍍法制備的薄膜性質取決于電解液、電極和電流密度。12、何為化學鍍？答：不加任何電場、直接通過化學反應而實現薄膜沉積的方法叫化學鍍。化學反應可以在有催化劑存在和沒有催化劑存在時發生，使用活性劑的催化反應也可視為化學鍍。13、何為LB技術？答：l933年KatharineBlodgtt和IrvingLangmuir發現利用分子活性在氣液界面上形成凝結膜，將該膜逐次疊積在基片上形成分子層（或稱膜）的技術，后被稱為Longmuir-Blodgett（LB）技術。第三章薄膜制備的物理方法1、物

18、理氣相沉積過程的三個階段答：（1）從源材料中發射出粒子；（2）粒子輸運到基片；（3）粒子在基片上凝結、成核、長大、成膜。2、真空蒸發沉積的物理原理及特點？答：在真空環境下，給待蒸發物提供足夠的熱量以獲得蒸發所必需的蒸氣壓。在適當溫度下，蒸發粒子在基片上凝結，這樣即可實現真空蒸發薄膜沉積。真空蒸發沉積薄膜具有簡單便利、操作容易、成膜速度快、效率高等特點，是薄膜制備中最為廣泛使用的技術，這一技術的缺點是形成的薄膜與基片結合較差，工藝重復性不好。3、真空蒸發沉積過程的三個步驟？答：（1）蒸發源材料由凝聚相轉變成氣相；（2）在蒸發源與基片之間蒸發粒子的輸運；（3）蒸發粒子到達基片后凝結、成核、長大、成

19、膜。4、真空蒸發系統有哪幾個組成部分？答：真空室，蒸發源或蒸發加熱裝置；放置基片及給基片加熱裝置。5、何為物質的飽和蒸氣壓？答：在一定溫度下，蒸發氣體與凝聚相平衡過程中所呈現的壓力稱為該物質的飽和蒸氣壓。6、何為物質的蒸發溫度？答：物質的飽和蒸氣壓隨溫度的上升而增大，相反，一定的飽和蒸氣壓則對應著一定的物質溫度。規定物質在飽和蒸氣壓為10-2Torr時的溫度，稱為該物質的蒸發溫度。7、電阻絲加熱蒸發法的加熱裝置有哪四個主要特點？答；它們只能用于金屬或某些合金的蒸發；在一定時間內，只有有限量的蒸發材料被蒸發；在加熱時，蒸發材料必須潤濕電阻絲；一旦加熱，這些電阻絲會變脆，如果處理不當甚至會折斷。8

20、、電阻加熱蒸發法的主要缺點是：答：（1）支撐坩堝及材料與蒸發物反應；（2）難以獲得足夠高的溫度使介電材料，如Al2O3、Ta2O5、TiO2等蒸發；（3）蒸發率低；（4）加熱時合金或化合物會分解。9、激光蒸發技術的優點。答：（1）激光是清潔的，使來自熱源的污染減少到最低；（2）激光光束只對待蒸鍍材料的表面施加熱量，可減少來自待蒸鍍材料支撐物的污染；（3）激光束聚焦可獲得高功率密度，使高熔點材料也可有較高的沉積速率；（4）激光束發散性較小，激光及其相關設備可以相距較遠；（5）采用外部反射鏡導引激光光束，很容易實現同時或順序多源蒸發。10、真空電弧蒸發屬于物理氣相沉積，其過程包括：（1）等離子體的

21、產生；（2）等離子體被輸運到基片；（3）最后凝聚在基片上以形成所需性質的薄膜。11、脈沖激光蒸發的優勢有哪些？答：脈沖激光蒸發的優勢在于可以使源材料的原始純度保持下來，同時減少了坩堝污染。另外，被照射的靶和基片的平均溫度都很低。因此沉積是在低溫下進行。因此脈沖激光蒸發法對于化合物材料的組元蒸發具有很大優勢。即使化合物中的組元具有不同的蒸氣壓，在蒸發時也不會發生組分偏離現象。12、何為濺射？答：在某一溫度下，如果固體或液體受到適當的高能粒子（通常為離子）的轟擊，則這些原子通過碰撞有可能獲得足夠的能量從表面逃逸，這一將原子從表面發射出去的方式稱為濺射。13、濺射的主要實驗事實有哪些？答：（l）濺射

22、出來的粒子角分布取決于入射粒子的方向；（2）從單晶靶濺射出來的粒子顯示擇優取向；（3）濺射率（平均每個入射粒子能從靶材中打出的原子數）不僅取決于入射粒子的能量，而且也取決于入射粒子的質量；（4）濺射出來的粒子平均速率比熱蒸發的粒子平均速率高得多。14、簡述直流輝光放電等離子體產生的過程。答：在兩極加上電壓，系統中的氣體因宇宙射線輻射會產生一些游離離子和電子，但其數量是很有限的，因此所形成的電流是非常微弱的，這一區域AB稱為無光放電區。隨著兩極間電壓的升高，帶電離子和電子獲得足夠高的能量，與系統中的中性氣體分子發生碰撞并產生電離，進而使電流持續地增加，此時由于電路中的電源有高輸出阻抗限制致使電壓

23、呈一恒定值，這一區域BC稱為湯森放電區。在此區域，電流可在電壓不變情況下增大。當電流增大到一定值時（C點），會發生“雪崩”現象。離子開始轟擊陰極，產生二次電子，二次電子與中性氣體分子發生碰撞，產生更多的離子，離子再轟擊陰極，陰極又產生出更多的二次電子，大量的離子和電子產生后，放電便達到了自持，氣體開始起輝，兩極間的電流劇增，電壓迅速下降，放電呈負阻特性，這一區域CD叫做過渡區。在D點以后，電流平穩增加，電壓維待不變，這一區域DE稱為正常輝光放電區。在這一區域，隨著電流的增加，轟擊陰極的區域逐漸擴大，到達E點后，離子轟擊已覆蓋至整個陰極表面。此時繼續增加電源功率，則使兩極間的電流隨著電壓的增大而

24、增大，這一區域EF稱做“異常輝光放電區”。在異常輝光放電區，電流可以通過電壓來控制，從而使這一區域成為濺射所選擇的工作區域。在F點以后，繼續增加電源功率，兩極間的電流迅速下降，電流則幾乎由外電阻所控制，電流越大，電壓越小，這一區域FG稱為弧光放電區”。15、相對于真空蒸發鍍膜，濺射鍍膜具有如下特點：（l）對于任何待鍍材料，只要能作成靶材，就可實現濺射；（2）濺射所獲得的薄膜與基片結合較好，（3）濺射所獲得的薄膜純度高，致密性好；（4）濺射工藝可重復性好，膜厚可控制，同時可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜。濺射存在的缺點是，相對于真空蒸發，它的沉積速率低，基片會受到等離子體的輻照等作用而產生溫

25、升。16、何為濺射率？答：濺射率又稱濺射產額或濺射系數，是描述濺射特性的一個重要參數，它表示入射正離子轟擊靶陰極時，平均每個正離子能從靶陰極中打出的原子數。17、簡述濺射率的影響因素。答：（1）濺射率與入射離子的種類、能量、角度以及靶材的種類、結構等有關。濺射率依賴于人射離子的質量，質量越大，濺射率越高。（2）在入射離子能量超過濺射閾值后，隨著入射離子能量的增加，在150eV以前，濺射率與入射離子能量的平方成正比；在15010000eV范圍內，濺射率變化不明顯；入射能量再增加，濺射率將呈下降趨勢。（3）濺射率隨著入射離子與靶材法線方向所成的角（入射角）的增加而逐漸增加。在0°60&#

26、176;范圍內，濺射率與入射角q服從1/cosq規律；當入射角為60°80°時，濺射率最大，入射角再增加時，濺射率將急劇下降；當入射角為90°時，濺射率為零。濺射率一般隨靶材的原子序數增加而增大，元素相同，結構不同的靶材具有不同的濺射率。另外，濺射率還與靶材溫度、濺射壓強等因素有關。18、濺射原子的能量分布一般呈何分布，濺射原子的能量和速度具有哪些特點？答：濺射原子的能量分布一般呈麥克斯韋分布，濺射原子的能量和速度具有以下特點：（1）原子序數大的濺射原子濺射逸出時能量較高，而原子序數小的濺射原子濺射逸出的速度較高；（2）在相同轟擊能量下，濺射原子逸出能量隨入射離子

27、的質量而線形增加；（3）濺射原子平均逸出能量隨入射離子能量的增加而增大，但當入射離子能量達到某一較高值時，平均逸出能量趨于恒定。19、磁控濺射具有的兩大特點和需要優化的主要實驗參數有哪些？答：磁控濺射具有沉積溫度低、沉積速率高兩大特點。在濺射鍍膜過程中，可以調節并需要優化的實驗參數有電源功率、工作氣體流量與壓強、基片溫度、基片偏壓等。20、低壓濺射的主要優點有哪些？答：（1）在低工作壓強情況下，薄膜中被俘獲的惰性氣體的濃度會得到有效降低；（2）濺射原子具有較高的平均能量，當它們打到基片時，會形成與基底結合較好的薄膜。21、電子的離化效率的主要提高方法有哪些？答：（1）增加額外的電子源來提供電子

28、；（2）提高已有電子的離化效率；（3）利用附加的高頻放電裝置；（4）施加磁場。22、三極濺射系統的主要缺點是什么？答：（1）難以從大塊扁平靶中產生均勻濺射；（2）放電過程難以控制；（3）工藝重復性差。23、相對于傳統濺射過程，離子束濺射的優點？答：主要優點：具有工作壓強低、減小氣體進入薄膜、濺射粒子輸送過程中較少受到散射；離子束濺射還可以讓基片遠離離子發生過程。其它還有：離子束窄能量分布使我們能夠將濺射率作為離子能量的函數來研究；可以使離子束精確聚焦和掃描；在保持離子束特性不變的情況下，可以變換靶材和基片材料；可以獨立控制離子束能量和電流。24、何為反應濺射？答：在存在反應氣體的情況下，濺射靶

29、材時，靶材料會與反應氣體反應形成化合物的濺射。25、通過增加離子動能或通過離化提高化學活性可使薄膜具有何種優點？答：（1）與基片結合良好；（2）在低溫下可實現外延生長；（3）形貌可改變；（4）可合成化合物等。26、離子和表面的相互作用構成所有離子助沉積技術的關鍵因素，最重要的離子表面相互作用為什么？答：離子轟擊可以對基片表面吸附的雜質實現脫附和濺射，這一功能經常被用于沉積前的基片清洗；涂層原子被俘獲或穿入，使氣體原子進入到亞表層；起初的基片濺射和隨后的涂層原子濺射，這將減少膜生長率但可以導致原子的混合；涂層和基片原子的位移似及點陣缺陷的產生，原子位移導致基片和膜原子的劇烈混合，而增強的缺陷密度

30、可以促進快速的互擴散。27、離子轟擊在離子鍍膜過程中的重要作用。答：（1）離子轟擊對基片表面起到濺射清洗作用。（2）離子轟擊會使基片表面產生缺陷。（3）離子轟擊有可能導致基片結晶結構的破壞。（4）離子轟擊會使基片表而形貌發生變化。（5）離子轟擊可能造成氣體在基片表面的滲入，同時離子轟擊的加熱作用也會引起滲入氣體的釋放。（6）離子轟擊會導致基片表面溫度升高，形成表面熱。（7）離子轟擊有可能導致基片表面化學成分的變化。28、離子轟擊對基片/膜所形成的界面產生重要的影響。答：（1）離子轟擊會在膜/基片所形成的界面形成“偽擴散層”，這一“偽擴散層”是基片元素和膜元素物理混合所導致的。（2）離子轟擊會使

31、表而偏析作用加強，從面增強沉積原子與基片原子的相互擴散。（3）離子轟擊會使沉積原子和表面發生較強的反應，使其在表面的活動受到限制，而且成核密度增加，促進連續膜的形成。（4）離子轟擊會優先清洗掉松散結合的界面原子，使界面變得更加致密，結合更加牢固。（5）離子轟擊可以大幅改善基片表面覆蓋度，增加繞射性。29、離子轟擊對薄膜生長過程的影響。答：（l）離子轟擊能消除柱狀晶結構的形成。（2）離子轟擊往往會增加膜層內應力。30、在離子束沉積中離子束有哪兩種基本組態。答：在直接離子束沉積中，離子束存在低能情況下直接沉積到基片上；在離子束濺射沉積過程中，高能離子束直接打向靶材，將后者濺射并沉積到相鄰的基片上。

32、31、分子束外延生長的主要特點。答：（1）由于系統是超高真空，因此雜質氣體（如殘余氣體）不易進入薄膜，薄膜的純度高。（2）外延生長一般可在低溫下進行。（3）可嚴格控制薄膜成分以及摻雜濃度。（4）對薄膜進行原位檢測分析，從而可以嚴格控制薄膜的生長及性質。當然，分子束外延生長方法也存在著一些問題，如設備昂貴、維護費用高、生長時間過長、不易大規模生產等。32、化學分子束外延具有的主要優點。答：（1）半無限大源有精確控制電子流作用；（2）單一出族分子束可自動保證組分均勻；（3）可以獲得高沉積率。33、何為有機金屬化學氣相沉積，對原料的要求。答：有機金屬化學氣相沉積是采用加熱方式將化合物分解而進行外延生

33、長半導體化合物的方法。作為含有化合物半導體組分的原料，化合物有一定的要求。（1）在常溫下較穩定而且較易處理；（2）反應的副產物不應阻礙外延生長，不應污染生長層；（3）在室溫下應具有適當的蒸氣壓（IToor）。34、有機金屬化學氣相沉積的特點有哪些？答：（1）反應裝置較為簡單，生長溫度范圍較寬；（2）可對化合物的組分進行精確控制，膜的均勻性和膜的電學性質重復性好；（3）原料氣體不會對生長膜產生蝕刻作用。因此，在沿膜生長方向上，可實現摻雜濃度的明顯變化；（4）只通過改變原材料即可生長出各種成分的化合物。第四章薄膜的形成與生長1、詳述薄膜生長過程中具有明顯特征的生長順序（沉積階段）。答：（1）首先形

34、成無序分布的三維核，然后少量的沉積物迅速達到飽和密度，這些核隨后形成所觀察到的島，島的形狀由界面能和沉積條件決定。整個生長過程受擴散控制，即吸附和亞臨界原子團在基片表面擴散并被穩定島俘獲。（2）當島通過進一步沉積而增大尺寸時，島彼此靠近，大島似乎以合并小島而生長。島密度以沉積條件決定的速率單調減少。這一階段（稱為合并階段I）涉及島間通過擴散實現可觀的質量傳遞。（3）當島分布達到臨界狀態時，大尺寸島的迅速合并導致形成聯通網絡結構，島將變平以增加表面覆蓋度。這個過程（稱合并階段II）開始時很迅速，一旦形成網絡便很快慢下來。網絡包含大量的空隧道，在外延生長情況下，這些隧道是結晶學形貌中的孔洞。（4）

35、生長的最后階段是需要足夠量的沉積物緩慢填充隧道過程。不管大面積空位在合并形成復合結構的何處形成，都有二次成核發生。這一二次成核隨著進一步沉積，一般緩慢生長和合并。2、類液體合并機理認為島的少量移動可能因素有哪些？答：（1）入射荷能氣相原子撞擊引起的動量傳遞，（2）島間具有電荷而產生的靜電吸引等。（3）施加橫向電場產生加速合并等實驗觀察也說明了小島移動的發生。3、決定聚集和膜生長的重要因素是吸附原子的遷移率，簡述影響吸附原子遷移率的主要因素。答：遷移率隨著表面擴散激活能的減小而增加，隨遷移過程中吸附原子的有效溫度或動能的增加而增加，也隨基片溫度和表面光滑度的增加而增加。4、薄膜成核生長階段的高聚

36、集來源于哪些原因？答：（1）高的沉積溫度；（2）氣相原子的高的動能，對于熱蒸發意味著高沉積率；（3）氣相入射的角度增加。這些結論假設凝聚系數為常數，基片具有原子級別的平滑度。5、詳述薄膜生長的三種模式及生長條件，并給出示意圖。答：（l）島狀模式（或Volmer-Weber模式）。當最小的穩定核在基片上形成就會出現島狀生長，它在三維尺度生長，最終形成多個島。當沉積物中的原子或分子彼此間的結合較之與基片的結合強很多時，就會出現這種生長模式。（2）單層模式（或Frank-VanderMerwe模式）。在單層生長模式中，最小的穩定核的擴展以壓倒所有其他方式出現在二維空間，導致平面片層的形成，在這一生長

37、模式中，原子或分子之間的結合要弱于原子或分子與基片的結合。第一個完整的單層會被結合稍松弛一些的第二層所覆蓋。只要結合能的減少是連續的，直至接近體材料的結合能值，單層生長模型便可自持。（3）層島復合模式（或Stranski-Krastanov模式）。層島模式是上述兩種模式的中間復合。在這種模式中，在形成一層或更多層以后，隨后的層狀生長變得不利，而島開始形成。從二維生長到三維生長的轉變，人們還未認識清楚其緣由，但任何干擾層狀生長結合能特性的單調減小因素都可能是出現層島生長模式的原因。這三種模式分別示意于下圖。薄膜材料與薄膜技術（答案）第五章薄膜表征1、何為自發輻射？答：當X射線、電子束打到薄膜樣品后，在樣品的原子中會產生空位，電子將從外殼層填充空位而實現躍遷，躍遷同時伴隨著光子的