简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料
的用途不少于4例
【篇一：简述薄膜材料的特征,举例说明薄膜材料的用途
(不少于4例)】
第四章薄膜材料与工艺 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术1.1 薄膜和厚膜 1.2 1.3成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材料 2、薄膜材料2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材料 2.4 功能薄膜材料 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 薄膜和厚膜电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于 与电器、电子装臵设备向高性能、多功能、高速度方向发展及 信息处理能力的急速提高 系统的大规模、大容量及大型化 要求构成系统的装臵、部件、材料等轻、薄、短、小化 晶体管普及之前 真空电子管的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管 座上由导管连接，当时并无膜可言 20世纪60年代，出现薄膜制备技术 在纸、塑料、陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形 成小型元器件及电路等 进入晶体管时代 从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为 整套工艺中的核心与关键。
1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 薄膜和厚膜与三维块体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维 膜又有薄膜和厚膜之分 经典分类： 制作方法分类：块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜 膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。
Ａｌ特点 Ｓｉ基ＩＣ常用导体材料 与作为ＩＣ保护膜的ＳｉＯ 间的附着力大对于ｐ型及ｎ型Ｓｉ都可以形成欧姆接触 可进行引线键合 电气特性及物理特性等也比较合适 价格便宜 作为ＩＣ用的导体普遍采用 随环境、气氛温度上升，Ａｌ与Ａｕ发生相互作用，生成金属间化合物，致使接触电阻增加，进而发生接触不良 当Ａｌ中通过高密度电流时，向正极方向会发生Ａｌ的迁移， 即所谓电迁移 在５００以上，Ａｌ会浸入下部的介电体中 在ＭＯＳ元件中难以使用 尽管Ａｌ的电阻率低，与Ａｕ不相上下，但由于与水蒸气及氧 等发生反应，其电阻值会慢慢升高。
al与au会形成化合物al端子与au线系统在300下放置2～3ｈ，或者使气氛温度升高 到大约４５０，其间的相互作用会迅速发生，致使键合部位的 电阻升高 此时，上、下层直接接触，au、al之间形
成脆、弱aual al等反应扩散层。造成键合不良采用au－au组合或al－al组合。在au、al层间设置pd、pt等中 间层，可防止反应扩散发生，形成稳定的膜结构 存在电迁移al导体中流过电流密度超过10 或多或少地发生电迁移现象气氛温度上升，电迁移加速，短时间内即可引起断线 al导体膜在大约300长时间放置，会发生“竹节化”，即 出现结晶化的节状部分和较瘦的杆状部分 进一步在500以上放置，al会浸入到下层的sio 中，引起si基板上的ic短路 因此，使用al布线的ＭＯＳ器件，必须兼顾到附着力、临界电压、氧化膜的稳定性、价格等各种因素，对材料进行选择。
Ａｌ－Ｔｉ系１００～１５０即形成Ａｌ与Ｔｉ的化合物，使膜层阻 值增加 成膜后造成膜异常的主要原因一是由于严重的热失配，存在过剩应力状态，膜层从通常 的基板或者Ｓｉ、ＳｉＯ 膜表面剥离，造成电路断线二是由于物质的扩散迁移引起，其中包括电迁移、热扩散、 克根达耳效应、反应扩散等。
造成物质扩散迁移的外因有高电流密度 高温度 大的温度梯度 接触电阻等， 特别是几个因素联合作用时，效果更明显 造成物质扩散迁移的内因有构成物质的体系 晶粒度 内部缺陷 Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ系电流密度高，造成膜内晶粒不断长大，即自发热效应与热 处理具有同样的效果 通常情况下，导体温度上升会加速组元之间的相互扩散， 形成反应扩散产物，造成机械强度下降及电阻升高等，反 过来又造成温度升高，恶性循环，急速造成破坏 如超过１０ 的高电流密度是造成导体劣化的主要机制之一 该机制是：导体中大量较高能量的传导电子对原子的动量传递 作用，使其向阳极方向迁移 当原子从导体中的某一位臵离开时，会在该位臵留下空位 空位浓度取决于某一场所空位流入量加上产生量与流出量之差。
若此差值为正，则造成空位积蓄，空位积蓄意味着导体的劣化。 克根达耳效应由于扩散组元之间自扩散系数不同引起的 自扩散系数大的组元的扩散通量大，自扩散系数小的组元 的扩散通量小 随扩散进行，若导体宏观收缩不完全，则原来自扩散系数 大的组元含量高的场所，将有净空位积累，从而引起导体 物质迁移容易沿晶界进行——物质的迁移与其微观结构关系很密切 温度不是很高，晶界扩散系数比体扩散系数大得多。膜层 中大量存在有晶界，晶界中离子的活动性与各个晶粒的晶 体学取向有关，特别是当许多晶粒的晶体学取向不一致时， 易于离子迁移 晶粒取向与外加电场之间的角度，因场所不同而异，因此 离子的迁移率在各处都不相同，离子沿晶界的
传输量因位 置不同而异 当传导电子从大晶粒一侧向小晶粒一侧移动时，由于界面 处也发生离子的迁移，因而引起小晶粒一侧空位的积蓄等 平均故障时间ＭＴＦ与微观的结构因子数相关，特别是导体的长度与宽度、平均粒径与粒径分布、晶体学取向、晶界特性等 影响很大 为了增加ＭＴＦ，在条件允许的情况下应尽量采取如下措施：减小导体长度 增加导体膜的宽度与厚度 减小ＭＴＦ的标准偏差 增加膜层的平均粒度等。 相关热词搜索：
篇一：薄膜制备及发光特性的研究综述 《薄膜技术》课程论文题目：
磁控溅射技术在稀土离子掺杂zno 薄膜的制备中的应用 姓名：何仕楠
学号：1511082678
专业：电子与通信工程 目录 1引
言 ........................................................................................................................................ 3 2 磁控溅射技
术 ....................................................................................................................... 3 2.1磁控溅射原
理 ................................................................................................................. 3
........................................................................ 5 2.3磁控溅射技术特
点 ......................................................................................................... 6
3 磁控溅射技术制备稀土离子掺杂zno薄
膜....................................................................... 6 3.1 掺杂方
式 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
3.1.1单稀土元素掺
杂 ............................................................................ 错误！未定义书签。
3.1.2共掺
杂 ............................................................................................ 错误！未定义书签。
3.2 衬底材料对不同稀土离子掺杂zno薄膜的影响............................................................ 6 3.2.1衬底材料er3+/yb3+对掺杂的薄膜的影响 .................................................................... 7 3.2.2衬底材料对 zno:eu3+薄膜发光性能的影响 .............................................................. 7 3.3不同稀土离子掺杂zno薄膜的发光性
能......................................................................... 9
4 ........................................................................................................................................9 参考文
献 ................................................................................................................................. 10
磁控溅射技术在稀土离子掺杂zno 薄膜的制备中的应用
摘要： 稀土离子掺杂zno薄膜具有优良的光电性能优势，在光电器件、压电器件、表面声波器件等领域具有广泛的应用前景。本文从制备稀土离子掺杂zno薄膜的原理、生长机制等详细介绍了磁控溅射技术,对制备方法和稀土掺杂zno薄膜的应用及前景进行综述。 1引言
今年来，各种新的成膜方法不断涌现，成膜质量也得到大大改善。其中,磁控溅射法具有沉积速率高,成膜质量好,可以抑制固相扩散等优点,得到了广泛的应用。此种方法制备的薄膜范围较广，磁控溅射技术的快速发展是始于1974年，j.chapin提出了平衡磁控溅射原理，解决了溅射镀膜中的两大难题，即低温和高速溅射镀膜。磁控溅射技术的应用领域在20世纪80年代后得到极大的扩展。磁控溅射技术作为一种非常有效的薄膜沉积技术，被广泛的应用于众多领域，比如电子元器件、平板显示技术、大规模集成电路，以及能源、光学、机械工业等产业化领域。
氧化锌（zno）属于第三代多功能半导体材料, 它具有六角纤锌矿型的晶体，属于宽禁带半导体，室温下禁带宽度约为 3.37ev， 其激子束缚能高达 60mev，zno 作为一种新型的光电材料，在光波导、半导体紫外激光器、发光器件，压电传感器及透明电极等方面应用广泛。稀土元素具有特殊的原子壳层结构，具有优异的磁学、电学和
光学特性。常被选作发光材料的发光中心[2][3][4][2][1]。因此，在薄膜中掺杂稀土离子受到囯内外研究者的广泛关注。本文综述了以稀土离子掺杂zno烧结陶瓷为靶材，利用射频磁控溅射法在石英玻璃和蓝宝石品体桩底上制备共掺的薄膜。 2 磁控溅射技术 2.1磁控溅射原理
溅射是指利用气体放电产生的正离子,在电场作用下加速成为高能粒子,撞击固体靶表
图1 磁控溅射靶材表面的磁场和离子运动轨迹 图2 测控溅射工作原理示意图 2.2磁控溅射技术过程
在一相对稳定真空状态下,阴阳极间产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极之负电位吸引加速运动而撞击阴极上之靶材,将其原子等粒子溅出
[7]。图中的大球代表被电离后的气体分子,而小球则代表将被溅镀的靶材。即当被加速的离子与表面撞击后,通过能量与动量转移过程如图,低能离子碰撞靶时,不能从固体表面直接溅射出原子,而是把动量转移给被碰撞的原子,引起晶格点阵上原子的链锁式碰撞。这种碰撞将沿着晶体点阵的各个方向进行。同时,因在原子最紧密排列的点阵方向上碰撞最为有效,因此晶体表面的原子从邻近原子那里得到愈来愈大的能量。如果这个能量大于原子的结合能,原子就从固体表面从各个方向溅射出来。
图3 能量与动量转移过程
磁控溅射制备薄膜的过程[8]错误！未找到引用源。如图5所示,电子在电场e作用下,在飞向基板过程中与氩原子发生碰撞,使其电离出ar+和一个新的电子,电子飞向基片,ar+在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子在衬底表面经过吸附、凝结、表面扩散迁移、碰撞结合形成稳定晶核。然后再通过吸附使晶核长大成小岛,岛长大后互相联结聚结,最后形成连续状薄膜。二次电子一旦离开靶面,就同时受到电场和磁场的作用。二次电子在阴极暗区时,只受电场作用一旦进入负辉区就只受磁场作用。于是,从靶面发出的二次电子,首先在阴极暗区受到电场加速,飞向负辉区。进入负辉区的电子具有一定速度,并且是垂直于磁力线运动的。在这种情况下,电子由于受到磁场洛仑兹力的作用,而绕磁力线旋转。电子旋转半圈之后,重新进入阴极暗区,受到电场
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