[工学]薄膜电子技术绪论.ppt

* * 薄膜科学技术的研究现状 当前，新型薄膜材料在以下方面的研究发展最为突出: 新型半导体薄膜 以非晶硅氢合金薄膜（a-Si:H）和非晶硅基化物薄膜（a-SiGe:H、a-SiN:H等）为代表。它有良好的光电特性，可以应用于太阳能电池，其特点是：廉价、高效率和大面积化。另外，a-Si:H膜可制作薄膜晶体管（TFT）及大面积液晶显示器。这些器件已列入各国发展计划中，如日本的阳光计划，欧洲的焦耳-热量计划，美国的百万屋顶计划，中国的973和863计划，并已发展成为高新技术产业。 * * * 薄膜科学技术的研究现状 超硬宽带隙薄膜 目前认为最硬的3种物质是金刚石、c-BN和β-C3N4都已合成了薄膜材料，还有BCN化合物膜和类金刚石膜（DLC）也被制出。 其中,金刚石膜在X射线能谱仪窗口、红外成像窗口、强激光窗口、高功率微波窗口等方面已被成功使用。它的高热导率特性已在半导体巨大规模集成电路及高功率半导体激光二极管等方面用作高效散热片。 * * * 薄膜科学技术的研究现状 纳米薄膜材料 由于纳米薄膜材料具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，在发光方面有特殊作用有可能使间接带隙的Si成为光电一体化的新型光电储存材料。 超晶格和量子阱薄膜 应用MBE、MOCVD和CBE技术已制备出了大量的优质薄膜材料，包括Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅵ族、Ⅳ族和非晶态等多种材料体系。将获得具有新颖结构和优异特性的新型半导体器件。 * * * 薄膜科学技术的研究现状 薄膜发光材料 是近年来研究的热点，并已取得了令人瞩目的成就。 薄膜发光分为电致发光和光致发光，但真正有实用价值的主要是电致发光。在电致发光材料中，又分为无机电致发光膜和有机电致发光膜。目前，发光材料GaAsP所发的红光，亮度已达数千毫烛光（mcd），可直接用于室外广告牌显示。最近InGaAlP发光二极管，可发射橙、黄及黄绿色，其亮度很高，已用于车站、新闻和股票等的广告牌显示。 * * * 薄膜科学技术的研究现状 介质薄膜、高温超导薄膜和巨磁阻薄膜 近年来人们进行了广泛的研究。随着超大规模集成电路的尺寸逐渐缩小，为了降低信号传输延迟和串扰以及由于介电损失而导致功耗的增加，必须采用低介电常数材料，目前对低介电常数材料薄膜的研究已取得了一定的进展；铁电薄膜可以和硅或GaAs电路相集成，大大的促进了铁电薄膜的制备与器件应用研究的发展，具有高分辨率的二维列阵薄膜型热释电红外探测器，可在室温下实现红外凝视成像及跟踪，从根本上改变目前红外光电子学的面貌。 * * * 薄膜科学技术的研究现状 高温超导薄膜的超导转变温度可超过100K,现在利用高温超导薄膜已能制造多种超导元件，有的已可实际应用。 利用具有巨磁电阻效应的多层金属膜制成的硬磁盘磁头，可大大提高磁记录密度，引发了世界范围的巨磁电阻材料和器件的研究热潮。 * * * 薄膜科学与技术的发展前景 近年来，国际上有关真空技术、表面科学、薄膜、材料学、应用物理、 固体物理、电子技术等方面的专刊、论文、专题报告多不胜收、比比皆是，每年都要举行多次国际会议， 并为此专题出版了《Thin Solid Films》等期刊。 * * * 薄膜科学与技术的发展前景 2.各种新的成膜方法不断涌现， 特别是以等离子体法为代表的新技术得到开发，制膜质量得到大大改善。 已从单一的真空蒸镀发展到包括蒸镀、离子镀、溅射镀膜、化学气相沉积、PCVD、MOCVD、分子束外延、液相生长、微波法及MWECR法等在内的成膜技术； * 微细加工技术包括离子刻蚀、反应离子刻蚀、离子注入和离子束混合改性等在内的技术以及薄膜沉积过程监测控制、薄膜检测、薄膜应用在内的，内容十分丰富的薄膜技术，并正逐渐成为一门高新技术产业。从发展趋势看，薄膜技术在近期内将有较大的突破，必将带来更大的发展。 * * * * 薄膜科学与技术的发展前景 现在可以按照使用要求，几乎在任何基体上沉积任何物质的薄膜。 由于薄膜很薄，加之结构因素和表面效应，因此会产生许多大块材料所不具备的新特性、新功能。 特别是随着电子电路的小型化，薄膜的实际体积接近零这一特点就显得更加重要。 今天在LSI、VLSI电路中，几乎难以找到没有薄膜的部分。 * * * 薄膜科学与技术的发展前景 现今薄膜技术与薄膜材料所涉及的理论基础，无论从广度和深度上都远不同于十余年前，除涉及真空技术与材料科学之外，还有气体放电、等离子体物理、离子溅射、表面科学、薄膜生长理论、半导体物理、电磁理论、光电子学、固体物理等范围十分广泛的学科领域。 * * * 薄膜科学与技术的发展前景 随着科学技术的发展，各种特殊用途对薄膜技术与薄膜材料提出了各种各样的要求。 从尺寸上讲，厚度从几纳米到几