薄膜材料与薄膜技术.pptx

薄膜材料与技术

ThinFilmandTechnology

邹友生yshzou75@

办公室：339栋411室

南京理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

2014.2-2014.4

薄膜的应用

薄膜的定义

薄膜的特性及分类

薄膜材料与薄膜技术研究内容

0绪论

南享理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

(1)薄膜的应用

能源、材料、信息科学技术是新技术革命的先导和支柱。

作为特殊形态材料的薄膜，已经成为微电子学、光电子学、磁电子学、机械加工工具、传感器、太阳能利用等新兴交叉学科的材料基础，并渗透到当代科技和国民经济的的各个领域，如航空航天、交通、医疗、通信和信息等。

多种类

高性能

新工艺

NanjngUaiversityofScienceandTechnology

A:信息社会中，信息采集、处理和网络设备需要大量的电子元器件、电子回路、集成电路等。

薄膜技术是制作它们的基础

电冰箱

庭

南享理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

电视机

当

GPS定位系统

网络中心

照明系统

互联网

手机

音响

B:21世纪进入了以PDP,LCD为代表的平板显示器时

代。以PDP为例，制作的关键是在对角线1m以上大尺寸玻璃板表面形成数以百万计的放电胞。放电胞的节距一般为200～400微米，胞间障壁宽度为50微米，高150微米。汇流电极由透明导电膜做成，选址电极由Ag膜等做成。为保证电极寿命，需要在前玻璃基板表面涂覆Mg0保护膜。要制作这些电极及各种膜层，

离不开薄膜技术及微细加工技术。

南京理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

显示电极

(ITO)

前玻璃基板(前基板)

后玻璃基板(后基板)

放电

(等离子体)

保护膜

(MgO)

光

透明介电体膜

PDP,PlasmaDisplayPanel

南享理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

荧光体(G)荧光体(R)荧光体(B)玻璃基板

障壁汇流电极介电质层

荧光体(R)荧光体(B)荧光体(G)

选址电极(数据电极)

(a)TFT-LCD的一个像素(b)TFT-LCD的4个像素

一个象素大小约几十微米，薄膜三极管的特征尺寸一般为3～5微米。制作薄膜三极管需要在玻璃基板上形成非晶硅或多晶硅半导体膜，还要形成原极，栅极，漏极，每个像素都要有共用电极和显示电极。此外，还要产生RGB三原色的滤色膜。

非晶(或低温多晶、漏电极显示电极(ITO)连续晶界)硅三极管

栅电极

源电极

这些都离不开薄膜技术和微细加工技术

NanjingUniversityofScienceandTechnology

TFT(thinfilmtransistor)—LCD

南京理工大学

CBN

Diamond

5μm

南京理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

薄膜：当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时，我们将这样的固体或液体称为膜，在本课中我们关注的是在固态基片上沉积的固体薄膜。

ThinFilm、Coating

研究表面几个到几十个原子层

(2)薄膜定义：

薄膜材料是相对块体材料而言，但不是简单地

将块体材料压薄而成的，而是采用特殊的方法在体材料表面制备一层与体材料性质完全不同的物质层，它一般具有特殊的材料性能或性能组合。

在真空薄膜沉积过程中，可以看成是原子量级的铸造工艺，它是将单个原子一个一个地凝结在衬底表面上形成薄膜。

南京理工大学

NanjingUniversityofScienceandTechnology

(3)薄膜分类：

薄膜材料可用各种单质元素、无机化合物或有机材料来

制作膜；也可以用固体、液体或气体物质来合成。可以是单晶、多晶、微晶、纳米晶；

电学薄膜：利用薄膜材料的电学性能

·半导体器件和集成电路中使用的导电薄膜与介电薄膜，如Al、Cr、Au、SiC、SiO₂、Si₃N₄等；

·光电子器件中功能薄膜，如GaAs/GaAlAs、a-Si:H;

·薄膜太阳能电池，如非晶硅、CdSe;

·显示器件，如透明导电薄膜电极和各种发光薄膜(ZnS)

南京理工大学

NanjingUniv