第1章　薄膜与高新技术

第2章　真空技术基础

2.1　真空的基本知识

2.1.1　真空定义

2.1.2　真空度量单位

2.1.3　真空区域划分

2.1.4　气体与蒸气

2.2　真空的表征

2.2.1　气体分子运动论

2.2.2　分子运动的平均自由程

2.2.3　气流与流导

2.3.1　碰撞于表面的分子数

2.3　气体分子与表面的相互作用

2.3.2　分子从表面的反射

2.3.3　蒸发速率

2.3.4　真空在薄膜制备中的作用

第3章　真空泵与真空规

3.1 真空泵

3.1.1　油封机械泵

3.1.2　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　低温冷凝泵

3.1.7　涡轮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——总压强计

3.2.1　麦克劳真空规

3.2.2　热传导真空规

3.2.3　电离真空计——电离规

3.2.4　盖斯勒管

3.2.5　隔膜真空规

3.2.6　真空规的安装方法

3.3　真空测量仪器——分压强计

3.3.1　磁偏转型质谱计

3.3.2　四极滤质器（四极质谱计）

第4章　真空装置的实际问题

4.1　排气的基础知识

4.2　材料的放气

4.3　排气时间的估算

4.4　实用的排气系统

4.4.1　离子泵系统

4.4.2　扩散泵系统

4.4.3　低温冷凝泵－分子泵系统

4.4.4　残留气体

4.5　检漏

4.5.1　检漏方法

4.5.2　检漏的实际操作

4.6　大气温度与湿度对装置的影响

4.7　烘烤用的内部加热器

4.8　化学活性气体的排气

4.8.1 主要装置及存在的问题

4.8.2　排气系统及其部件

5.1.1　带电粒子在电场中的运动

5.1　带电粒子在电磁场中的运动

第5章　气体放电和低温等离子体

5.1.2　带电粒子在磁场中的运动

5.1.3　带电粒子在电磁场中的运动

5.1.4　磁控管和电子回旋共振

5.2　气体原子的电离和激发

5.2.1　碰撞——能量传递过程

5.2.2 电离——正离子的形成

5.2.3　激发——亚稳原子的形成

5.2.4　回复——退激发光

5.2.5　解离——分解为单个原子或离子

5.2.6　附着——负离子的产生

5.2.7　复合——中性原子或原子团的形成

5.2.8　离子化学——活性粒子间的化学反应

5.3　气体放电发展过程

5.3.1 由非自持放电过渡到自持放电的条件

5.3.2 电离系数α和二次电子发射系数γ

5.3.3　帕邢定律及点燃电压的确定

5.3.4　气体放电伏安特性曲线

5.4　低温等离子体概述

5.4.1　等离子体的定义

5.4.2　等离子体的温度

5.4.3　带电粒子的迁移运动和扩散运动

5.4.4　等离子体的导电性

5.4.5　等离子体的集体特性

5.4.6　等离子体电位

5.4.7　离子鞘层

5.5.1 辉光放电外貌及两极间各种特性的分布

5.5 辉光放电

5.5.2　阴极位降区

5.5.3　正常辉光放电和异常辉光放电

5.5.4　其他类型的辉光放电

5.6 弧光放电

5.6.1　弧光放电类型

5.6.2　弧光放电的基本特性

5.6.3 自持热阴极弧光放电

5.6.4 自持冷阴极弧光放电

5.7　高频放电

5.7.1　高频功率的输入方法

5.7.2　离子捕集和电子捕集

5.7.3 自偏压

5.9　低压力、高密度等离子体放电

5.8　磁控放电

5.9.1　微波的传输及微波放电

5.9.2 微波ECR放电

5.9.3　螺旋波等离子体放电

5.9.4　感应耦合等离子体放电

第6章　薄膜生长与薄膜结构

6.1　薄膜生长概述

6.2　吸附、表面扩散与凝结

6.2.1 吸附

6.2.2　表面扩散

6.2.3　凝结

6.3　薄膜的形核与生长

6.3.1　形核与生长简介

6.3.2　毛吸理论（热力学界面能理论）

6.3.3　统计或原子聚集理论

6.4　连续薄膜的形成

6.4.1　奥斯瓦尔多（Ostwald）吞并过程

6.4.2　熔结过程

6.4.3　原子团的迁移

6.4.4　决定表面取向的Wullf理论

6.5　薄膜的生长过程与薄膜结构

6.5.1　薄膜生长的晶带模型

6.5.2　纤维状生长模型

6.5.3　薄膜的缺陷

6.5.4　薄膜形成过程的计算机模拟

6.6　非晶态薄膜

6.7　薄膜的基本性质

6.7.1　导电性

6.7.2 电阻温度系数（TCR）

6.7.3　薄膜的密度

6.7.4 经时变化

6.7.5 电介质膜

6.8　薄膜的粘附力和内应力

6.8.1　薄膜的粘附力

6.8.2　薄膜的内应力

6.8.3　提高粘附力的途径

6.9 电迁移

第7章　表面结构与薄膜的外延生长

7.1　理想表面结构

7.1.1　二维结晶学基本概念

7.1.2　二维倒易点阵

7.2.1　表面结构的表述方法

7.2　清洁表面结构

7.2.2　再构表面及其倒易点阵的矩阵元素

7.2.3　表面原子弛豫

7.2.4　表面再构模型

7.3　实际表面结构

7.3.1　表面吸附类型

7.3.2 吸附覆盖层

7.3.3　吸附表面层结构

7.3.4　半导体材料的表面吸附

7.4　薄膜的外延生长

7.4.1　液相外延

7.4.2　气相外延

7.4.3　分子束外延

7.4.5　同质外延和异质外延

7.4.4　有机金属化学气相沉积

7.5　影响薄膜外延的因素

7.5.1 外延温度

7.5.2　基片晶体的解理

7.5.3　压强的影响

7.5.4　残留气体的影响

7.5.5　蒸镀速率的影响

7.5.6　基板表面的缺陷——电子束照射的影响

7.5.7 电场的影响

7.5.8　离子的影响

7.5.9　膜厚的影响

7.5.10　失配度的影响

8.1.1　薄膜与厚膜

8.1　成膜工艺与膜材料简介

第8章　薄膜沉积的共性问题

8.1.2　各种成膜方法的比较

8.1.3　薄膜的气相沉积法

8.1.4　薄膜的液相沉积法

8.1.5　厚膜技术和电子浆料

8.1.6　电路图形的形成方法

8.1.7　膜材料简介

8.2 源和膜的成分——如何得到所需要的膜成分

8.2.1　真空蒸镀和离子镀

8.2.2　溅射镀膜

8.3 附着强度——如何提高膜层的附着强度

8.3.1　预处理

8.3.2　蒸镀工艺参数的影响

8.3.3　蒸镀与溅射镀膜的比较——基板不加热的情况

8.3.4 真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜的比较——基板加热、离子轰击都可进行的情况

8.4 台阶涂敷，绕射着膜率，孔底涂敷——如何在大凹凸表面沉积厚度均匀的膜层

8.5 等离子体及其在薄膜沉积中的作用——膜质的改善、新技术的开发

8.5.1　等离子体

8.5.2　等离子体的形成方法

8.5.3　等离子体基本形成方式的主要应用

8.6　基板的传输机构

8.7　膜层中的针孔和超净工作间

8.7.1　关于人体沾污

8.7.2　净化间标准的发展

8.7.3　净化间级别的公制定义

第9章　真空蒸镀

9.1 概述

9.2.1　饱和蒸气压

9.2　镀料的蒸发

9.2.2　蒸发粒子的速度和能量

9.2.3　蒸发速率和沉积速率

9.3　蒸发源

9.3.1　电阻加热蒸发源

9.3.2 电子束蒸发源

9.3.3　高频感应蒸发源

9.4　蒸发源的蒸气发射特性与基板配置

9.4.1 点蒸发源

9.4.2　小平面蒸发源

9.4.3　实际蒸发源的发射特性及基板配置

9.5　蒸镀装置及操作

9.6.1　合金蒸发分馏现象

9.6　合金膜的蒸镀

9.6.2　瞬时蒸发（闪烁蒸发）法

9.6.3　双源或多源蒸发法

9.7　化合物膜的蒸镀

9.7.1 透明导电膜（ITO）——In2O3-SnO2系薄膜

9.7.2　反应蒸镀法

9.7.3　三温度法

9.7.4　热壁法

9.8 脉冲激光熔射（PLA）

9.8.1　脉冲激光熔射的原理

9.8.2　脉冲激光熔射设备

9.8.3　脉冲激光熔射制作氧化物超导膜

9.9　分子束外延技术

9.9.1　分子束外延的原理及特点

9.9.2　分子束外延设备

9.9.3　分子束外延技术的发展动向

9.9.4　分子束外延的应用

第10章　离子镀和离子束沉积

10.1　离子镀的原理

10.1.1　不同的离子镀方式

10.1.2　离子轰击在离子镀过程中的作用

10.1.3　离子镀过程中的离化率问题

10.1.4　离子镀的蒸发源

10.2 离子镀的类型及特点

10.2.1　直流二极型

10.2.2　三极型和多阴极方式的离子镀

10.2.3 活性反应蒸镀（ARE）

10.2.4 空心阴极放电离子镀（HCD）

10.2.5　射频放电离子镀（RFIP）

10.2.6　多弧离子镀

10.2.7 电弧放电型高真空离子镀

10.3　离子束沉积

10.3.1　离子束沉积的原理

10.3.2　直接引出式和质量分离式

10.3.3　离化团束沉积

10.3.4　离子束辅助沉积

10.4　离子束混合

10.4.1　离子束混合原理

10.4.2　静态混合

10.4.3　动态混合

11.1 离子溅射

11.1.1　荷能粒子与表面的相互作用

第11章　溅射镀膜

11.1.2　溅射产额及其影响因素

11.1.3　选择溅射现象

11.1.4　溅射原子的能量分布和角分布

11.1.5　反应溅射

11.2　溅射镀膜方式

11.2.1　直流二极溅射

11.2.2　三极和四极溅射

11.2.3　射频溅射

11.2.4　磁控溅射——低温高速溅射

11.2.5　溅射气压接近零的零气压溅射

11.2.6 自溅射——深且超微细孔中的埋入

11.2.7　RF-DC结合型偏压溅射

11.2.8　ECR溅射

11.2.9　对向靶溅射

11.2.10　离子束溅射沉积

11.3　磁控溅射源

11.3.1　磁控溅射源简介

11.3.2 内圆柱状和外圆柱状磁控溅射源

11.3.3　溅射枪（S－枪）磁控溅射源

11.3.4　平面磁控溅射源

11.3.5　合金靶、复合靶及多靶溅射

11.4　溅射镀膜的实例

11.4.1 Ta及其化合物膜的溅射沉积

11.4.2　Al及Al合金膜的溅射沉积

11.4.3 氧化物的溅射沉积：超导膜和ITO透明导电膜

11.4.4　溅射镀膜的应用

12.1　热氧化、氮化

第12章 化学气相沉积（CVD）

12.1.1　反应方式

12.1.2　热氧化装置

12.1.3　其他氧化装置

12.1.4　氮化、碳化表面改性

12.2 热CVD

12.2.1　主要的生成反应

12.2.2　热CVD的特征

12.2.3 热CVD装置

12.2.4　反应器

12.2.5 常压CVD(NPCVD)

12.2.6 减压CVD(LPCVD)

12.3.1 PCVD的特征及应用

12.3 等离子体CVD(PCVD)

12.3.2 PCVD装置

12.3.3 高密度等离子体（HDP）CVD

12.4 光CVD(photo CVD)

12.4.1　激光化学气相沉积

12.4.2　光化学气相沉积

12.5 有机金属CVD(MOCVD)

12.6　金属CVD

12.6.1　W-CVD

12.6.2 Al-CVD

12.6.3 Cu-CVD

12.6.4 阻挡层——TiN-CVD

12.7 半球形晶粒多晶Si-CVD(HSG-CVD)

12.8 铁电体的CVD

12.9　低介电常数薄膜的CVD

第13章　干法刻蚀

13.1 干法刻蚀与湿法刻蚀

13.1.1　刻蚀技术简介

13.1.2　湿法刻蚀

13.1.3　干法刻蚀

13.2　等离子体刻蚀——激发反应气体刻蚀

13.2.1　原理

13.2.2　装置

13.3 反应离子刻蚀（RIE）

13.3.1　原理及特征

13.3.2　各种反应离子刻蚀方法

13.3.3　装置

13.3.4　软件

13.3.5　Cu的刻蚀

13.4　反应离子束刻蚀（RIBE）

13.4.1 聚焦离子束（FIB）设备及刻蚀加工

13.4.2 束径1mm左右的离子束设备及RIBE

13.4.3　大束径离子束设备及RIBE

13.5 气体离化团束（GCIB）加工技术

13.5.1 GCIB加工原理

13.5.2 GCIB设备

13.5.3 GCIB加工的优点

13.5.4 GCIB在微细加工中的应用

13.6　微机械加工

13.7 干法刻蚀用离子源的开发

第14章　平坦化技术

14.1 平坦化技术的必要性

14.2　平坦化技术概要

14.3　不发生凹凸的薄膜生长

14.3.1　选择生长

14.3.2　回流埋孔（溅射平坦化）

14.3.3　通过埋入氧化物实现平坦化

14.4 沉积同时进行加工防止凹凸发生的薄膜生长

14.4.1　偏压溅射

14.4.2　去除法（lift-off）

14.5　薄膜生长后经再加工实现平坦化

14.5.1　涂布平坦化

14.5.2　激光平坦化

14.5.3　回流平坦化

14.5.4　蚀刻平坦化

14.5.5　阳极氧化与离子注入

14.6　埋入技术实例

14.7 化学机械研磨（CMP）技术

14.8 气体离化团束（GCIB）加工平坦化

14.9　镶嵌法布线及平坦化

14.10　平坦化技术与光刻制版术

第15章　薄膜材料

15.1　金属薄膜材料

15.1.1　结构性金属薄膜材料

15.1.2　功能性金属薄膜材料

15.2　无机、陶瓷薄膜材料

15.2.1　无机、陶瓷薄膜简介

15.2.2　陶瓷薄膜的形成方法

15.2.3　结构性陶瓷薄膜材料

15.2.4　功能性陶瓷薄膜材料

15.3.1　有机、聚合物薄膜材料的形成方法

15.3　有机、聚合物薄膜材料

15.3.2　有机、聚合物薄膜材料

15.4　半导体薄膜材料

15.4.1　半导体材料与薄膜

15.4.2　各种功能的半导体薄膜材料

15.4.3　大禁带宽度半导体薄膜材料：在“硬电子学”中的应用

第16章　薄膜材料的应用

16.1 表面改性

16.1.1　何谓表面改性

16.1.2　表面改性的手段

16.1.3　表面改性的应用

16.2　超硬膜用于切削刀具

16.2.1　超硬膜的获得及应用

16.2.2　如何选择镀层－基体系统

16.2.3　超硬镀层改善刀具切削性能的机理

16.2.4　TiN镀层对各种刀具切削性能的改善

16.3 能量变换薄膜与器件

16.3.1　光电变换薄膜材料

16.3.2　光热变换薄膜材料

16.3.3　热电变换薄膜材料

16.3.4　热电子发射薄膜材料

16.3.5　固体电解质薄膜材料

16.3.6　超导薄膜器件

16.4　传感器

16.4.1　传感器的种类及材料

16.4.2　薄膜传感器举例

16.5.1　MOS器件及晶圆的大型化

16.5　半导体器件

16.5.2　化合物半导体器件

16.6　记录与存储

16.6.1　光盘

16.6.2　磁盘

16.6.3　磁头

16.7　平板显示器

16.7.1　液晶显示器

16.7.2　等离子体平板显示器

16.7.3　有机电致发光显示器

16.8　金刚石薄膜的应用

16.8.1　金刚石薄膜的开发现状

16.8.2　三极管及二极管

16.8.3　传感器

16.8.4　声表面波器件

16.8.5　场发射平板显示器

16.9　太阳能电池

16.9.1　太阳能电池的原理及材料

16.9.2　硅系薄膜太阳能电池

16.9.3 化合物薄膜太阳能电池（CIS和CIGS）

16.10　发光器件

16.10.1　发光器件的基础——发光过程

16.10.2　发光二极管

16.10.3　激光二极管

第17章　薄膜材料的评价表征及物性测定

17.1　薄膜材料评价表征的特殊性

17.2.2　评价表征内容

17.2.1　评价表征目的

17.2　薄膜材料评价表征方法及其选择

17.2.3　评价表征手段选择

17.3　薄膜材料的评价表征

17.3.1　表面形貌

17.3.2　结晶状态和晶体结构

17.3.3　微观组织和结构

17.3.4　元素分析

17.3.5　化学结合状态分析

17.4　相关技术和装置

17.4.1　输出信息及显示

17.4.2　装置的复合化

17.4.3　成膜后测试和在线测试

17.4.4　关联技术要素

17.5.1　TiN薄膜的评价表征

17.5 薄膜材料评价表征举例

17.5.2　磁性多层膜的评价表征

17.6　薄膜材料的物性测定

附录A　各种元素的温度—蒸气压特性

附录B　元素的电离电位

附录C　物理常数表

附录D　（新旧）常用计量单位对照与换算

附录E　能量换算表、压力换算表及气体的性质表

附录F　半导体大规模集成电路的发展预测

附录G　显示屏的图像分辨率等级、图像分辨率（像素数）和宽高比

附录H　元素周期表

附录I　薄膜技术与薄膜材料领域常用缩略语注释

参考文献