薄膜制备技术基础

目录
第1章 薄膜技术
1.1 生物计算(bio-computing)和薄膜技术
1.2 医用微型机械
1.3 人工脑的实现(μ-Electronics)
1.4 大型显示的实现
1.5 原子操控
1.6 薄膜技术概略
参考文献
第2章 真空的基础
2.1 真空的定义
2.2 真空的单位
2.3 气体的性质
2.3.1 平均速率V〓
2.3.2 分子直径δ
2.3.3 平均自由程L
2.3.4 碰撞频率Z
2.4 气体的流动和流导
2.4.1 孔的流导
2.4.2 长管的流导(L/a≥100)
2.4.3 短管的流导
2.4.4 流导的合成
2.5 蒸发速率
参考文献
第3章 真空泵和真空测量
3.1 真空泵
3.1.1 油封式旋片机械泵
3.1.2 油扩散泵
3.1.3 吸附泵
3.1.4 溅射离子泵
3.1.5 升华泵
3.1.6 冷凝泵
3.1.7 涡轮泵(分子泵)和复合涡轮泵
3.1.8 干式机械泵
3.2 真空测量仪器——全压计
3.2.1 热导型真空计
3.2.2 电离真空计——电离规
3.2.3 磁控管真空计
3.2.4 盖斯勒(Geissler)规管
3.2.5 隔膜真空计
3.2.6 石英晶振真空计
3.2.7 组合式真空规
3.2.8 真空计的安装方法
3.3 真空测量仪器——分压计
3.3.1 磁偏转型质谱仪
3.3.2 四极质谱仪
3.3.3 有机物质质量分析IAMS法
参考文献
第4章 真空系统
4.1 抽气的原理
4.2 材料的放气
4.3 抽气时间的推算
4.4 用于制备薄膜的真空系统
4.4.1 残留气体
4.4.2 用于制备薄膜的真空系统
4.5 真空检漏
4.5.1 检漏方法
4.5.2 检漏应用实例
参考文献
第5章 薄膜基础
5.1 气体与固体
5.1.1 化学吸附和物理吸附
5.1.2 吸附几率和吸附(弛豫)时间
5.2 薄膜的生长
5.2.1 核生长
5.2.2 单层生长
5.3 外延-基板晶体和生长晶体之间的晶向关系
5.3.1 外延生长的温度
5.3.2 基板晶体的解理
5.3.3 真空度的影响
5.3.4 残留气体的影响
5.3.5 蒸发速率的影响
5.3.6 基板表面的缺陷——电子束照射的影响
5.3.7 电场的影响
5.3.8 离子的影响
5.3.9 膜厚的影响
5.3.10 晶格失配
5.4 非晶膜层
5.4.1 一般材料的非晶化(非薄膜)
5.4.2 非晶的定义
5.4.3 非晶薄膜
5.4.4 非晶Si膜的多晶化
5.5 薄膜的基本性质
5.5.1 电导
5.5.2 电阻率的温度系数(TCR)
5.5.3 薄膜的密度
5.5.4 时效变化
5.5.5 电解质膜
5.6 薄膜的内部应力
5.7 电致徙动
本章小结
参考文献
第6章 薄膜的制备方法
6.1 绪论
6.2 源和膜的组分——如何获得希望的膜的组分
6.2.1 蒸发和离子镀
6.2.2 溅射法
6.3 附着强度
6.3.1 前处理
6.3.2 蒸发时的条件
6.3.3 蒸发法和溅射法的比较(基板不加热情况)
6.3.4 蒸发、离子淀积、溅射的比较(加热、离子轰击等都进行情况)
6.4 台阶覆盖率、绕进率、底部覆盖率——具有陡峭台阶的凹凸表面的薄膜制备
6.5 高速热处理装置(Rapid Thermal Annealing,RTA)
6.6 等离子体及其在膜质的改善、新技术的开发方面的应用
6.6.1 等离子体
6.6.2 等离子体的产生方法
6.6.3 基本形式和主要用途
6.7 基板传送机构
6.8 针孔和净化房
参考文献
第7章 基板
7.1 玻璃基板及其制造方法
7.2 日常生活中的单晶制造及溶液中的晶体生长
7.3 单晶提拉法——熔融液体中的晶体生长
7.3.1 坩埚中冷却法
7.3.2 区熔法(Zone Melting,Flot Zone,FZ法)
7.3.3 旋转提拉法(切克劳斯基Czochralski,CZ法)
7.4 气相生长法
7.4.1 闭管中的气相生长法
7.4.2 其他气相生长法
7.5 石英玻璃基板
7.6 柔性基板(Flexible)
参考文献
第8章 蒸镀法
8.1 蒸发源
8.1.1 电阻加热蒸发源
8.1.2 热阴极电子束蒸镀源
8.1.3 中空阴极放电(HCD)的电子束蒸发源
8.2 蒸发源的物质蒸气分布特性和基板的安置
8.3 实际装置
8.4 蒸镀时的真空度
8.5 蒸镀实例
8.5.1 透明导电膜In?O?-SnO?系列
8.5.2 分子束外延(MBE)
8.5.3 合金的蒸镀——闪蒸
8.6 离子镀
8.6.1 离子镀的方式
8.6.2 对薄膜的影响
8.7 离子束辅助蒸镀
8.8 离子渗,离子束表面改性法
8.9 激光烧蚀法(PLA)
8.10 有机电致发光,有机(粉体)材料的蒸镀
参考文献
第9章 溅射
9.1 溅射现象
9.1.1 离子的能量和溅射率,出射角分布
9.1.2 溅射率
9.1.3 溅射原子的能量
9.2 溅射方式
9.2.1 磁控溅射
9.2.2 ECR溅射
9.2.3 射频溅射
9.3 大电极磁控溅射
9.4 “0”气压溅射的期待——超微细深孔的嵌埋
9.4.1 准直溅射
9.4.2 长距离溅射
9.4.3 高真空溅射
9.4.4 自溅射
9.4.5 离子化溅射
9.5 溅射的实例
9.5.1 钽(Ta)的溅射
9.5.2 Al及其合金的溅射(超高真空溅射)
9.5.3 氧化物的溅射:超导电薄膜和ITO透明导电薄膜
9.5.4 磁性膜的溅射
9.5.5 光学膜的溅射(RAS法)
参考文献
第10章 气相沉积CVD和热氧化氮化
10.1 热氧化
10.1.1 处理方式
10.1.2 热氧化装置
10.1.3 其他氧化装置
10.2 热CVD
10.2.1 主要的生成反应
10.2.2 热CVD的特征
10.2.3 热CVD装置
10.2.4 反应炉
10.2.5 常压CVD(Normal Pressure CVD,NPCVD)
10.2.6 减压CVD(Low Pressure CVD,LPCVD)
10.3 等离子体增强CVD(Plasma Enhanced CVD,PCVD)
10.3.1 等离子体和生成反应
10.3.2 装置的基本结构和反应室的电极构造
10.4 光CVD(Photo-CVD)
10.5 MOCVD(Metalorganic CVD)
10.6 金属CVD
10.6.1 钨CVD
10.6.2 Al-CVD
10.6.3 Cu-CVD
10.6.4 金属阻挡层(TiN-CVD)
10.7 半球状颗粒多晶硅CVD(HSG-CVD)
10.8 高介电常数薄膜的CVD
10.9 低介电常数薄膜
10.10 高清晰电视机的难关,低温多晶硅膜(Cat-CVD)
10.11 游离基喷淋-CVD(Radical Shower CVD,RS-CVD)
参考文献
第11章 刻蚀
11.1 湿法刻蚀
11.2 等离子体刻蚀,激发气体刻蚀(圆筒型刻蚀)
11.2.1 原理
11.2.2 装置
11.2.3 配套工艺
11.3 反应离子刻蚀、溅射刻蚀(平行平板型,ECR型,磁控型刻蚀)
11.3.1 原理和特征
11.3.2 装置
11.3.3 配套工艺
11.3.4 Cu和低介电材料(low K)的刻蚀
11.4 大型基板的刻蚀
11.5 反应离子束刻蚀,溅射离子束刻蚀(离子束型刻蚀)
11.5.1 极细离子束设备(聚焦离子束:Focused Ion Beam,FIB)
11.6 微机械加工
11.7 刻蚀用等离子体源的开发
11.7.1 等离子体源
11.7.2 高密度等离子体(HDP)刻蚀
参考文献
第12章 精密电镀
12.1 电镀
12.2 电镀膜的生长
12.3 用于制作电子元器件方面的若干方法
12.4 用于高技术的铜电镀
12.5 实用的电镀装置示例
参考文献
第13章 平坦化技术
13.1 平坦化技术的必要性
13.2 平坦化技术概要
13.3 平坦薄膜生长
13.3.1 选择性生长
13.3.2 利用回填技术的孔内嵌埋(溅射)
13.3.3 利用氧化物嵌埋技术的平坦化
13.4 薄膜生长过程中凹凸发生的防止
13.4.1 偏压溅射法
13.4.2 剥离法
13.5 薄膜生长后的平坦化加工
13.5.1 涂覆
13.5.2 激光平坦化
13.5.3 回填法
13.5.4 回蚀法
13.5.5 阳极氧化和离子注入
13.6 嵌埋技术示例
13.7 化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术
13.8 嵌刻法
13.9 平坦化新技术展望
13.9.1 使用超临界流体的超微细孔的嵌埋技术
13.9.2 用STP(Spin Coating Film Transfer and Pressing)法的嵌埋技术
13.10 高密度微细连接
参考文献