電子薄膜技術(shù)

電子薄膜技術(shù)緒論1第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論2第一堂課主要內(nèi)容

課程情況介紹課程考核方式

薄膜材料的定義薄膜技術(shù)的發(fā)展課程教學內(nèi)容

第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論3課程性質(zhì):微電子制造方向?qū)I(yè)課課程特點:

內(nèi)容豐富、概念性記憶性強；理論與實踐

相結(jié)合通過對本課程的學習，能夠掌握電子薄膜的主要制備技術(shù)及相關(guān)知識，為從事微電子、固體電子薄膜及相關(guān)領(lǐng)域的研究、設(shè)計和生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。課程簡介第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論4總學時：48學時周學時：4學時課時安排：1-12周；周一5-6節(jié)、周四1-2節(jié)學分：3學分課外學時：12學時（6次課下作業(yè)）課程概況第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論5教材：

《薄膜材料制備原理、技術(shù)及應(yīng)用》

唐偉忠著，冶金工業(yè)出版社，2003參考書：《薄膜技術(shù)與薄膜材料》田民波，清華大學出版社《薄膜材料與薄膜技術(shù)》鄭偉濤，化學工業(yè)出版社《半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》葉志鎮(zhèn)等，浙江大學出版社《MaterialScienceofThinFilms－Deposition&Structure》M.Ohring，世圖影印版教材及參考書第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論6第一堂課主要內(nèi)容課程情況介紹課程考核方式

薄膜材料的定義薄膜技術(shù)的發(fā)展課程教學內(nèi)容

第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論71、上課時必須將手機關(guān)機或靜音；2、上課不允許講話，不允許做與本課程無關(guān)的事；3、有事提前向老師請假（開假條），課上隨機點名；4、上課請杜絕睡覺；5、如果出現(xiàn)破壞教學惡劣的行為立即上報系或者學校給予處理；6、上課不需要帶電腦！7、請每人準備一個作業(yè)本?。üP記）課堂要求希望：積極思考、踴躍發(fā)言意見要求及時反饋第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論8類別考核項目考核主要內(nèi)容所占權(quán)重形成性考核平時成績?nèi)粘１憩F(xiàn)：遲到、曠課、紀律、態(tài)度、協(xié)作、交流遲到、早退一次扣2分，曠課一次扣4分。積極思考，踴躍回答問題，給予加分-作業(yè)滿分為30分。共6次書面作業(yè)，每次作業(yè)滿分為5分。30%期中考試滿分為20分?？疾旆秶旱?-4章知識點。限制性開卷考試20%終結(jié)性考核期末考試滿分為100分?？疾旆秶赫n程全部知識點。限制性開卷考試！50%成績評定作業(yè)成績按作業(yè)上交的數(shù)量和質(zhì)量進行計分?？荚嚂r間：期中：第7周；期末：第14或15周學院組織考試第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論9學習方法：以教材和課件內(nèi)容為主，做好筆記，認真完成作業(yè)，養(yǎng)成良好的學習習慣：預(yù)習和復(fù)習?？荚嚪秶航滩南鄳?yīng)內(nèi)容+課件內(nèi)容+部分補充知識！限制性開卷考試：每人只允許帶一單張A4的輔助材料，要求全部手寫，加貼、復(fù)印、縮印均無效第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論10第一堂課主要內(nèi)容課程情況介紹課程考核方式

薄膜材料的定義薄膜技術(shù)的發(fā)展課程教學內(nèi)容

第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論11Q：為什么要學習這么課程？薄膜材料應(yīng)用的必要性了解薄膜的制備方法、生長機理、性能表征等1.什么是薄膜材料？2.薄膜材料的特殊性？3.薄膜材料科學成為材料科學中發(fā)展最迅速分支的原因？第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論12

由單個的原子、離子、原子團無規(guī)則地入射到基板表面，經(jīng)表面附著、遷徙、凝結(jié)、成核、核生長等過程而形成的一薄層固態(tài)物質(zhì)。

VacuumSubstratesurfaceAtomThinFilm薄膜的定義第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論13薄膜材料是采用特殊的方法，在體材料的表面沉積或制備的一層性質(zhì)與體塊材料性質(zhì)完全不同的物質(zhì)層。薄膜材料往往具有特殊的材料性能或性能組合。當固體或液體的一維線性尺度遠遠小于它的其它二維尺度時，我們將這樣的固體或液體稱為膜。

通常把膜層無基片而能獨立成形的厚度作為薄膜厚度的一個大致的標準，約在1μm左右。厚膜：厚度大于1μm，薄膜：厚度小于1μm關(guān)注：固態(tài)基片（襯底、基底）上的固態(tài)薄膜。第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論14薄膜材料的特殊性：

1.

與體相材料相比，由于薄膜材料的厚度很薄，很容易產(chǎn)生尺寸效應(yīng)；

2.

由于薄膜材料的比表面積很大，所以表面效應(yīng)很顯著；

3.

在薄膜材料中還包含有大量的表面晶粒間界和缺陷態(tài)，對電子輸運性能也影響較大。Back第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論15第一堂課主要內(nèi)容課程情況介紹課程考核方式

薄膜材料的定義薄膜技術(shù)的發(fā)展課程教學內(nèi)容

第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論16190019502008Computingpowerhasincreaseddramaticallyoverthelastcentury.TheworldhaschangedWhydoweneedthinfilms？在材料科學的各分支中，薄膜材料科學發(fā)展的地位極為重要。第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日Devicesbecomemuchmorecomplexly!Theworldhaschanged1971200819473cm17第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論18微電子芯片生產(chǎn)：P-N結(jié)、絕緣層、導(dǎo)線，并由此構(gòu)成二極管、三極管、電阻、電容等電子元件是薄膜技術(shù)的最主要推動力莫爾定律：每1.5年，更新1代：線寬縮小為上一代的0.7倍第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論19Oceansandspacearenolongersufficientdefensivebarriers; warsnolongerhavefrontlinesTheworldhaschanged第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論20Changesbringschallenges:Safer,easier,morecomfortable,moreeconomy,morehappiness.

第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論21Howcanwemakedevicesmore

powerful,lighter,smaller,cheaper?Let’sdoitwiththinfilms.Challengemeansopportunity第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論22薄膜材料迅速發(fā)展的原因：1.現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，過去需要眾多材料組合才能實現(xiàn)的功能，現(xiàn)在僅僅需要少數(shù)幾個器件或一塊集成電路板就可以完成。薄膜技術(shù)正是實現(xiàn)器件和系統(tǒng)微型化的最有效的技術(shù)手段。2.器件的微小型化不僅可以保持器件原有的功能并使之更加強化，而且隨著器件的尺寸減小并接近了電子或其他粒子量子化運動的微觀尺度，薄膜材料或其器件將顯示出許多全新的物理現(xiàn)象。薄膜技術(shù)作為器件微型化的關(guān)鍵技術(shù)，是制備這類具有新型功能器件的有效手段。3.薄膜技術(shù)作為材料制備的有效手段，可以將各種不同材料靈活地復(fù)合在一起，構(gòu)成具有優(yōu)異特性的復(fù)雜材料體系，發(fā)揮每種材料各自的優(yōu)勢，避免單一材料的局限性．薄膜材料學在科學技術(shù)以及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論23薄膜材料的分類化學組成：無機膜、有機膜、復(fù)合膜；相組成：固體薄膜、液體薄膜、氣體薄膜、膠體薄膜；晶體形態(tài)：單晶膜、多晶膜、微晶膜、納米晶膜、超晶格膜等；功能及其應(yīng)用領(lǐng)域：

電學薄膜、光學薄膜、硬質(zhì)膜、耐蝕膜、潤滑膜、有機分子薄膜、裝飾膜、包裝膜。第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論24電子薄膜材料的類別①半導(dǎo)體器件與集成電路中使用的導(dǎo)電材料與介質(zhì)薄膜材料

Al、Cr、Pt、Au、多晶硅、硅化物、SiO2、Si3N4、Al2O3等的薄膜。第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論25②超導(dǎo)薄膜

YBaCuO系稀土元素氧化物超導(dǎo)薄膜；

BiSrCaCuO系和TlBaCuO系非稀土元素氧化物超導(dǎo)薄膜。YBa2Cu3O7-xFilm

第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論26③

光電子器件中使用的功能薄膜

GaAs/GaAlAs、HgTe/CdTe、α-Si：H、α-SiGe：H、α-SiC：H、α-SiN：H、α-Si/α-SiC等一系列晶態(tài)與非晶態(tài)超晶格薄膜。第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論27④

薄膜敏感元件與固態(tài)傳感器薄膜可燃氣體傳感器、薄膜氧敏傳感器、薄膜應(yīng)變電阻與壓力傳感器、薄膜熱敏電阻和薄膜離子敏傳感器等。薄膜壓力傳感器金剛石薄膜UV傳感器

第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論28⑤薄膜電阻、薄膜電容、薄膜阻容網(wǎng)絡(luò)與混合集成電路第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論29⑥

薄膜太陽能電池非晶硅、CuInSe2和CdSe薄膜太陽電池。第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論30⑦

平板顯示器件液晶顯示、等離子體顯示和電致發(fā)光顯示三大類平板顯示器件所用的透明導(dǎo)電電極（ITO薄膜）。電致發(fā)光多層薄膜（包括ITO膜，ZnS：Mn等發(fā)光膜，Al電極膜等）組成的全固態(tài)平板顯示器件及OLED顯示器件。第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論31⑧

用ZnO、AlN等薄膜制成的聲表面波濾波器。⑨

磁記錄薄膜與薄膜磁頭高質(zhì)量和錄象的磁性材料薄膜錄音帶與錄象帶；計算機數(shù)據(jù)存儲的CoCrTa、CoCrNi等的薄膜軟盤和硬盤；垂直磁記錄中FeSiAl薄膜磁頭等。⑩

靜電復(fù)印鼓用Se-Te、SeTeAs合金薄膜及非晶硅薄膜。第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論32鐵電存儲器第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論33第一堂課主要內(nèi)容課程情況介紹課程考核方式

薄膜材料的定義薄膜技術(shù)的發(fā)展課程教學內(nèi)容

第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論34淀積法滲入法化合法、擴散法、離子注入法氣相法液相法化學鍍、電鍍、Sol-Gel、MOD、液相外延、水熱法、噴霧熱解、噴霧水解、LB膜PVDCVD常壓CVD、低壓CVD、金屬有機物CVD、等離子體CVD、光CVD、熱絲CVD真空蒸發(fā)Evaperation濺射Sputtering離子鍍Ionplating薄膜制備方法的分類第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日緒論35第一章

真空技術(shù)基礎(chǔ)第二章

薄膜的物理氣相沉積（I）-蒸發(fā)法第三章

薄膜的物理氣相沉積（II）－－濺射法及

其他PVD方法第四章

薄膜的化學氣相沉積第五章

化學溶液沉積法制備薄膜第六章

薄膜生長過程和薄膜結(jié)構(gòu)第七章

薄膜材料的表征方法第八章

薄膜材料及其應(yīng)用課程教學內(nèi)容