1、1薄膜技術的應用一薄膜技術的應用一金剛石薄膜的金剛石薄膜的應用及合成技術應用及合成技術2目錄目錄一、引言一、引言二、金剛石薄膜的性能及其應用二、金剛石薄膜的性能及其應用三、金剛石薄膜的合成方法三、金剛石薄膜的合成方法四、金剛石薄膜的分析和表征四、金剛石薄膜的分析和表征五、五、目前需要解決的問題目前需要解決的問題3引言引言l金剛石是金剛石是C C的三種同素異形體之一，它有許多的三種同素異形體之一，它有許多優(yōu)良的特性，其中高硬度就是它的特性之一。優(yōu)良的特性，其中高硬度就是它的特性之一。天然金剛石是在地下深處的超高壓、超高溫條天然金剛石是在地下深處的超高壓、超高溫條件下形成的件下形成的, , 儲量極

2、少儲量極少, , 價格極其昂貴。價格極其昂貴。4l 金剛石的人工合成始于金剛石的人工合成始于19541954年年, , 美國通用電氣公美國通用電氣公司首次以鎳為催化劑司首次以鎳為催化劑, , 用高壓發(fā)生裝置在用高壓發(fā)生裝置在69atm atm 和和2700 2700 的條件下以石墨為原料靜壓合成出人的條件下以石墨為原料靜壓合成出人造金剛石。造金剛石。l 高溫高壓法投資大高溫高壓法投資大, , 生產費用高生產費用高, , 技術難度大技術難度大, , 合成的合成的金剛石粒度大都在金剛石粒度大都在1mm1mm以下以下。由于人造金剛石。由于人造金剛石顆粒的形態(tài)所限顆粒的形態(tài)所限, , 多年來只能應用其

3、硬度高的特性多年來只能應用其硬度高的特性, , 而金剛石的其它優(yōu)異特性均因形態(tài)所限而不能充分利而金剛石的其它優(yōu)異特性均因形態(tài)所限而不能充分利用。用。l 為了更有效地利用這一功能材料為了更有效地利用這一功能材料, , 必須開發(fā)能自必須開發(fā)能自由控制其形態(tài)和集合狀的合成技術。由于低壓法合成由控制其形態(tài)和集合狀的合成技術。由于低壓法合成金剛石可以在大面積的各種襯底上沉積出粒狀或膜狀金剛石可以在大面積的各種襯底上沉積出粒狀或膜狀金剛石金剛石, , 因此它將為金剛石在電子工業(yè)因此它將為金剛石在電子工業(yè), , 光學工業(yè)和光學工業(yè)和空間技術等重要領域的廣泛應用開拓了嶄新的局面。空間技術等重要領域的廣泛應用開

4、拓了嶄新的局面。5目錄v一、引言一、引言v二、金剛石薄膜的性能及其應用二、金剛石薄膜的性能及其應用v三、金剛石薄膜的合成方法三、金剛石薄膜的合成方法v四、金剛石薄膜的分析和表征四、金剛石薄膜的分析和表征v五、五、目前需要解決的問題目前需要解決的問題6礦礦石石滑滑石石( (硅硅酸酸鹽鹽) )石石膏膏方方解解石石螢螢石石(Ca(CaF F2 2) )磷磷灰灰石石( (氟氟磷磷石石灰灰) )正正長長石石( (不不可可溶溶鉀鉀鹽鹽) )石石英英黃黃玉玉( (含含氟氟硅硅鋁鋁酸酸鹽鹽) )剛剛玉玉( (三三氧氧化化二二鋁鋁) )金金剛剛石石硬硬度度1 12 23 34 45 56 67 78 89 91

5、010摩氏硬度計所選定10種礦物原石7二、金剛石薄膜的特性及應用二、金剛石薄膜的特性及應用l1、 在已知的物質中在已知的物質中, 硬度最高硬度最高（維氏硬度約為維氏硬度約為98070MPa; 顯微硬度一般大于顯微硬度一般大于2000kg/mm2 , 最高最高4700kg/mm2 , 因而其耐磨性能也最好。因而其耐磨性能也最好。l 若將金剛石薄膜涂覆在切削工具和材料的表面若將金剛石薄膜涂覆在切削工具和材料的表面, 如機如機床切削刀刃床切削刀刃, 光學透鏡光學透鏡, 觸頭等觸頭等,會使這些材料和部件變會使這些材料和部件變得更加經久耐用。得更加經久耐用。l 經對鋁合金進行千式切削試驗經對鋁合金進行千

6、式切削試驗, 已確認可連續(xù)切削已確認可連續(xù)切削100分鐘。此切削性能為超硬工具的分鐘。此切削性能為超硬工具的50 倍以上。倍以上。 l 在此方面領先的是日本的旭金剛石工業(yè)公司在此方面領先的是日本的旭金剛石工業(yè)公司, 它采用它采用電子射束電子射束CVD法在鎢鋼刀刃上涂覆成功法在鎢鋼刀刃上涂覆成功5um厚的金剛厚的金剛石薄膜刃。該公司目前正在極力開發(fā)的除鉆頭、銑刀等石薄膜刃。該公司目前正在極力開發(fā)的除鉆頭、銑刀等切削工具外切削工具外, 還致力于在工廠自動化用的觸頭傳感器、還致力于在工廠自動化用的觸頭傳感器、計測用觸感器等耐磨部件。計測用觸感器等耐磨部件。8l 日本出光石油化學公司用微波等離子體日本

7、出光石油化學公司用微波等離子體CVD 法涂覆成金剛石工具刀片法涂覆成金剛石工具刀片, 并且已作為商并且已作為商品銷售。品銷售。l 精工電子工業(yè)公司也成功地利用微波等離精工電子工業(yè)公司也成功地利用微波等離子體子體CVD法合成了具有良好電絕緣性、耐磨性法合成了具有良好電絕緣性、耐磨性和耐藥品性的金剛石薄膜和耐藥品性的金剛石薄膜, 并可對任何形狀的并可對任何形狀的表面進行均勻涂覆。目前已應用到熱打印機的表面進行均勻涂覆。目前已應用到熱打印機的打印頭上打印頭上, 并實現(xiàn)商品化。并實現(xiàn)商品化。l 國內的吉林大學也用熱絲國內的吉林大學也用熱絲CVD方法在硬質方法在硬質合金襯底上沉積出了金剛石薄膜合金襯底上

8、沉積出了金剛石薄膜, 但目前仍處但目前仍處于于實實驗研究階段。驗研究階段。910金剛石薄膜大致可以分為三類：金剛石薄膜大致可以分為三類：l類金剛石為主的金剛石薄膜類金剛石為主的金剛石薄膜，金剛石薄膜，金剛石薄膜中金剛石碳的相對原子質量分數為中金剛石碳的相對原子質量分數為31%；l金剛石為主的金剛石薄膜金剛石為主的金剛石薄膜，金剛石碳的相，金剛石碳的相對原子質量分數為對原子質量分數為90.97%；l質量好的金剛石薄膜質量好的金剛石薄膜，金剛石碳原子占，金剛石碳原子占97%以上。以上。 11表表1 1 天然金剛石和天然金剛石和CVDCVD金剛石薄膜的物理性質金剛石薄膜的物理性質物物理理性性質質 天

9、天然然金金剛剛石石 高高質質量量 CVD 金金剛剛石石多多晶晶薄薄膜膜 硬硬度度/（kg/mm2） 100001) 900010000 體體積積模模量量/GPa 4405901) 楊楊氏氏模模量量/GPa 12001） 接接近近天天然然金金剛剛石石 熱熱導導率率/W/(cmK),300K 201) 1020 縱縱波波聲聲速速/(m/s) 180001） 密密度度/(g/cm3) 3.6 2.83.5 折折射射率率（590nm 處處） 2.41 2.4 能能帶帶間間隙隙寬寬度度/eV 5.5 5.5 透透光光性性 225nm 至至遠遠紅紅外外2) 接接近近天天然然金金剛剛石石 電電阻阻率率/（c

10、m） 1016 1012 122.在所有物質中在所有物質中, 熱導率最高熱導率最高, 室溫下的熱導室溫下的熱導率為銅的率為銅的6倍倍(2400W/m*k)。133.在已知的各類材料中在已知的各類材料中, 熱膨脹系數最低熱膨脹系數最低(約為約為0.8*10-8),因而具有極為優(yōu)良的抗熱沖擊性能。因而具有極為優(yōu)良的抗熱沖擊性能。144.與氧化鋁相似與氧化鋁相似, 是優(yōu)良的絕緣體是優(yōu)良的絕緣體, 除除b型半導型半導體金剛石外體金剛石外, 幾乎所有的金剛石薄膜的電阻率都幾乎所有的金剛石薄膜的電阻率都大于大于1014*cm, 因此它也是優(yōu)良的介電材料。因此它也是優(yōu)良的介電材料。15 具有高摻雜性能具有高

11、摻雜性能, 用離子注人硼、磷或能形成用離子注人硼、磷或能形成P型或型或n型半導體金剛石。金剛石半導體比常用的半導體材料型半導體金剛石。金剛石半導體比常用的半導體材料Si,Ge和和GaAs具有更為優(yōu)異的性能。具有更為優(yōu)異的性能。 它具有耐高溫它具有耐高溫, 耐輻射性能和低的介電常數而有利于耐輻射性能和低的介電常數而有利于超高頻和微波信號的大功率輸出超高頻和微波信號的大功率輸出(能帶隙寬可達能帶隙寬可達55eV)。 電子設備和計算機中的半導體器件的工作散熱問題電子設備和計算機中的半導體器件的工作散熱問題, 是最難解決的問題。為了防止工作中發(fā)熱而自毀是最難解決的問題。為了防止工作中發(fā)熱而自毀, 不得

12、不不得不增大元件間的距離增大元件間的距離, 這就使得設備體積龐大。這就使得設備體積龐大。人們曾采用導熱性能優(yōu)良的人們曾采用導熱性能優(yōu)良的/ + 型單晶金剛石、立方氮化型單晶金剛石、立方氮化硼陶瓷和硼陶瓷和BeO 等等“ 熱沉熱沉” 材料來散熱材料來散熱, 但都因加工困難但都因加工困難, 成本高或者熱導率偏低成本高或者熱導率偏低, 或是有劇毒而不理想或是有劇毒而不理想, 使器件的使器件的功率、集成度受到限制。功率、集成度受到限制。16l 而金剛石薄膜可直接沉積在硅等多種材料上而金剛石薄膜可直接沉積在硅等多種材料上, , 形成即散熱又絕緣的薄層形成即散熱又絕緣的薄層, , 可以免去散熱片。沉可以免

13、去散熱片。沉積金剛石薄膜的工藝簡單積金剛石薄膜的工藝簡單, , 成本低成本低, , 尺寸和形狀尺寸和形狀不受限制不受限制, , 使器件效率成倍增加使器件效率成倍增加, , 是高頻、超大是高頻、超大規(guī)模集成電路最理想的規(guī)模集成電路最理想的“ “ 熱沉熱沉” ” 材料。材料。l 利用金剛石薄膜制成的大規(guī)模集成電路利用金剛石薄膜制成的大規(guī)模集成電路, , 可可以在以在500500 下正常工作下正常工作, , 這樣對在惡劣環(huán)境條件這樣對在惡劣環(huán)境條件( (如宇宙空間如宇宙空間, , 發(fā)動機機房等發(fā)動機機房等) )工作的電腦來說是工作的電腦來說是最理想最理想不過了。不過了。 由于金剛石的電絕緣性比由于金

14、剛石的電絕緣性比Si,GeSi,Ge強強, , 可經受十可經受十幾幾kV/cmkV/cm的高電場強度的高電場強度, , 所以金剛石薄膜還可制成所以金剛石薄膜還可制成亞毫秒高電壓高速光開光器件。亞毫秒高電壓高速光開光器件。176.具有優(yōu)良的透光性能具有優(yōu)良的透光性能, 除一部分紅外波段外除一部分紅外波段外(2.2-6.5um),能透過從紫外直至亞毫米波段遠紅能透過從紫外直至亞毫米波段遠紅外的大部分區(qū)域外的大部分區(qū)域(0.22-25um)。這在所有的光學這在所有的光學材料中是極為罕見的?？捎米鞲鞣N窗口材料材料中是極為罕見的?？捎米鞲鞣N窗口材料, 如如激光窗口、導彈透鏡、航天器窗口、衛(wèi)星遙感器激光窗

15、口、導彈透鏡、航天器窗口、衛(wèi)星遙感器窗口等。窗口等。 目前目前, 美國海軍研究部已用金剛石薄膜制造美國海軍研究部已用金剛石薄膜制造寬波段透鏡寬波段透鏡, 用于科學研究、導彈和軍事衛(wèi)星方用于科學研究、導彈和軍事衛(wèi)星方面。面。187.聲傳播速度快聲傳播速度快, 是優(yōu)良的傳聲材料。日本的索是優(yōu)良的傳聲材料。日本的索尼公司已成批出售用金剛石薄膜制造的頻率達尼公司已成批出售用金剛石薄膜制造的頻率達40000Hz的高保真度揚聲器。的高保真度揚聲器。198. 化學性能穩(wěn)定化學性能穩(wěn)定, 耐腐蝕性能好。利用該耐腐蝕性能好。利用該特性特性, 可制做核反應堆的內壁和航天器的可制做核反應堆的內壁和航天器的涂層涂層,

16、 還可以用作太陽能電池的減反射膜還可以用作太陽能電池的減反射膜和耐腐蝕涂層和耐腐蝕涂層。209.有良好的生物學性能。成都科技大學在有良好的生物學性能。成都科技大學在鈦鈦合金基體上鍍金剛石薄膜制做人工心臟合金基體上鍍金剛石薄膜制做人工心臟瓣膜瓣膜, 經測定經測定:(1)抗凝血能力優(yōu)于抗凝血能力優(yōu)于鈦鈦合金基體合金基體；(2)表面張力為表面張力為5.410-2N/m, 與低溫各向與低溫各向同性碳接近同性碳接近;(3)溶血率為溶血率為 3.7%, 符合標堆要求符合標堆要求（標標準準5%)。21目錄 一、引言一、引言 二、金剛石薄膜的性能及其應二、金剛石薄膜的性能及其應用用 三、金剛石薄膜的合成方法三

17、、金剛石薄膜的合成方法 四、金剛石薄膜的分析和表征四、金剛石薄膜的分析和表征 五、五、目前需要解決的問題目前需要解決的問題22三、金剛石薄膜的合成方法三、金剛石薄膜的合成方法1.低壓化學氣相沉積法（低壓化學氣相沉積法（CVD法）法）.物理氣相沉積法（物理氣相沉積法（PVD法）法）.化學氣相翰運法（法）化學氣相翰運法（法）231.低壓化學氣相沉積法（低壓化學氣相沉積法（CVD法）法） 該法生長金剛石薄膜所用的原料除氫氣外該法生長金剛石薄膜所用的原料除氫氣外, 碳源多用碳源多用CH4及其它碳氫化合物及其它碳氫化合物, 如如C2H2、C2H4、C2H6等等, 用甲醇、乙醇和三甲胺等有機用甲醇、乙醇和

18、三甲胺等有機化合物為原料也能生長出金剛石型薄膜化合物為原料也能生長出金剛石型薄膜熱絲熱絲CVD法法等離子體增強化學氣相沉積法（等離子體增強化學氣相沉積法（PCVD )24熱絲熱絲CVD法法 基本原理是含碳氣相組分基本原理是含碳氣相組分在高溫下分解離化后沉積在基在高溫下分解離化后沉積在基體上形成金剛石膜體上形成金剛石膜。 熱絲熱絲CVD裝置如圖所示裝置如圖所示, 主主要由真空反應室要由真空反應室, 抽真空系統(tǒng)抽真空系統(tǒng), 進氣控制系統(tǒng)和基板加熱系統(tǒng)進氣控制系統(tǒng)和基板加熱系統(tǒng)組成組成。真空反應室是由石英管。真空反應室是由石英管制做的制做的, 反應室內有熱燈絲反應室內有熱燈絲, 樣樣品支架和測溫熱電

19、偶等品支架和測溫熱電偶等, 樣品支樣品支架可以轉動架可以轉動, 抽真空系統(tǒng)由機械抽真空系統(tǒng)由機械泵和真空計組成。泵和真空計組成。 碳源氣體和氫氣按一定比例混碳源氣體和氫氣按一定比例混合后進人反應室合后進人反應室, 其流量用質量其流量用質量流量計控制流量計控制, 碳源氣體濃度一般碳源氣體濃度一般30mm 無金無金剛石結構形成剛石結構形成)。反應室內工作壓。反應室內工作壓力約在力約在10-104Pa范圍內。基體溫范圍內。基體溫度約在度約在600-900范圍內?；宸秶鷥取；宀捎猛饧訜岱ú捎猛饧訜岱? 使用電爐子或熱使用電爐子或熱絲等。由于熱燈絲輻射影響絲等。由于熱燈絲輻射影響, 用用熱電偶測量的

20、基板溫度低于基板熱電偶測量的基板溫度低于基板表面的實際溫度。表面的實際溫度。26l 熱絲熱絲CVDCVD法是目前應用較多和效果較好的合成法是目前應用較多和效果較好的合成方法方法, , 其特點是設備簡單其特點是設備簡單, , 工藝容易掌握工藝容易掌握, , 可得可得到較完整的金剛石膜到較完整的金剛石膜, , 平均沉積速率約數平均沉積速率約數um/hum/h, ,適適合于初期研究。合于初期研究。l 但由于基體溫度較高但由于基體溫度較高, , 且受熱絲限制且受熱絲限制, , 不易不易形成較大面積的膜等形成較大面積的膜等, , 限制了應用范圍的擴大。限制了應用范圍的擴大。27四、金剛石薄膜的分析和表征

21、四、金剛石薄膜的分析和表征1.拉曼光譜拉曼光譜( RAM )2.X射線衍射射線衍射（XRD）;反射高能電子衍射反射高能電子衍射(RHEED）3.掃描電鏡掃描電鏡( SEM ) , 透射電鏡透射電鏡( TEM ) , 光學顯光學顯微鏡微鏡28 激光拉曼譜對碳的各種形式最靈敏激光拉曼譜對碳的各種形式最靈敏, 因此它對膜樣品的因此它對膜樣品的結構相當敏感結構相當敏感, 包括金剛石包括金剛石, 石墨和無定形碳。它可以估計在石墨和無定形碳。它可以估計在膜樣品中金剛石和類金剛石的含量比例。膜樣品中金剛石和類金剛石的含量比例。 金剛石、石墨和非晶碳都有其特征拉曼光譜。據文獻報金剛石、石墨和非晶碳都有其特征拉

22、曼光譜。據文獻報導天然金剛石的拉曼譜峰導天然金剛石的拉曼譜峰1332.5cm-1。但一般來說。但一般來說, 金剛石金剛石薄膜的拉曼譜峰在薄膜的拉曼譜峰在1333cm-1-1334cm-1, 比天然金剛石的峰比天然金剛石的峰大一點大一點, 其原因可能是由金剛石膜中的缺陷和內應力造成的。其原因可能是由金剛石膜中的缺陷和內應力造成的。但有時金剛石膜的拉曼峰也可能比天然金剛石的峰小一點但有時金剛石膜的拉曼峰也可能比天然金剛石的峰小一點(1332cm-1 ) 。 類金剛石碳膜的拉曼譜峰經常在類金剛石碳膜的拉曼譜峰經常在1552cm-1左右出現(xiàn)左右出現(xiàn), 石石墨的拉曼譜一般出現(xiàn)在墨的拉曼譜一般出現(xiàn)在158

23、6cm-1( G峰峰) 位置附近位置附近 。 無定形碳的拉曼譜峰的位置和強度與其制備條件有關。無定形碳的拉曼譜峰的位置和強度與其制備條件有關。以上譜峰通常為寬帶峰以上譜峰通常為寬帶峰, 而金剛石膜的拉曼峰則為銳利峰。而金剛石膜的拉曼峰則為銳利峰。29五、目前需要解決的問題五、目前需要解決的問題.提高膜的質提高膜的質量量和成核密度和成核密度由于制膜條件控制不當由于制膜條件控制不當, 膜的結構成分往往膜的結構成分往往會包括金剛石相會包括金剛石相, 石墨相和碳的聚合物相石墨相和碳的聚合物相,此外此外還有空洞還有空洞, 人們把這種膜稱之為類金剛石膜人們把這種膜稱之為類金剛石膜（DLC膜）。膜）。DLC

24、膜雖然類似金剛石膜膜雖然類似金剛石膜,但畢但畢竟比金剛石膜差竟比金剛石膜差, 在在DLC膜中膜中, C的四重配位的四重配位 SP和三重配位和三重配位SP2的比例對膜的結構和性質的比例對膜的結構和性質的影響很大的影響很大。一般來說一般來說, 四重配位越多四重配位越多, 膜的性膜的性質越接近于金剛石。質越接近于金剛石。302.降低基片濕度降低基片濕度 過高的沉積溫度過高的沉積溫度（或基片溫度或基片溫度） 必然必然限制了金剛石膜的應用范圍。如能降到限制了金剛石膜的應用范圍。如能降到100 以下以下, 則可能在有機化合物上合成金則可能在有機化合物上合成金剛石。剛石。313.提高膜的生長速率提高膜的生長

25、速率4. 大面積成膜大面積成膜5. 提高膜與基片的結合強度提高膜與基片的結合強度 此外此外, 目前在合成金剛石薄膜時目前在合成金剛石薄膜時, 最常用的最常用的原材料是碳氫化合物原材料是碳氫化合物, 因此氫在金剛石相形成因此氫在金剛石相形成過程中的作用機理過程中的作用機理, 以及氫在膜中以及氫在膜中（有時含量有時含量可高達可高達30 wt% )的行為的行為, 都有待進一步深入研都有待進一步深入研究究。32二、電子薄膜二、電子薄膜l電子薄膜是微電子技術和光電子技術的基礎，它電子薄膜是微電子技術和光電子技術的基礎，它使器件的設計與制造從所謂使器件的設計與制造從所謂“雜質工程雜質工程”發(fā)展到發(fā)展到“能

26、帶工程能帶工程”。l電子薄膜涉及范圍很廣，主要包括超導薄膜、導電子薄膜涉及范圍很廣，主要包括超導薄膜、導電薄膜、電阻薄膜、半導體薄膜、介質薄膜、磁電薄膜、電阻薄膜、半導體薄膜、介質薄膜、磁性薄膜、壓電薄膜和熱電薄膜等，在生活和生產性薄膜、壓電薄膜和熱電薄膜等，在生活和生產中起著重要作用。中起著重要作用。33l從制備技術來看，一般采用了薄膜制備的常用從制備技術來看，一般采用了薄膜制備的常用方法，例如方法，例如CVD法、法、PVD法和溶膠凝膠法等。法和溶膠凝膠法等。為改善薄膜材料性能，新材料、新技術不斷涌為改善薄膜材料性能，新材料、新技術不斷涌現(xiàn)出來。表現(xiàn)出來。表8列出了目前屬無機材料范疇的電列出

27、了目前屬無機材料范疇的電子薄膜的材料與應用情況。子薄膜的材料與應用情況。34232/SnOOIn2SnO2SiOCr表表8 無機材料電子薄膜無機材料電子薄膜、分分 類類材材 料料應用舉例應用舉例超導薄膜超導薄膜LaLa、Y Y、BiBi、Ti Ti 系等氧化物系等氧化物超導無源器件（微帶傳輸線、諧振器、超導無源器件（微帶傳輸線、諧振器、濾波器、延遲線）、超導有源器件濾波器、延遲線）、超導有源器件（不同超導隧道結的約瑟夫森器件）（不同超導隧道結的約瑟夫森器件）導電薄膜導電薄膜多晶硅、金屬硅化物多晶硅、金屬硅化物、等透明導電膜等透明導電膜柵極材料、互連材料、平面發(fā)熱體、柵極材料、互連材料、平面發(fā)熱

28、體、太陽能集熱器等太陽能集熱器等電阻薄膜電阻薄膜熱分解碳、硼碳、硅碳、熱分解碳、硼碳、硅碳、等金屬氧化膜、等金屬氧化膜、 金屬陶瓷膜金屬陶瓷膜薄膜電阻器薄膜電阻器半導體薄膜半導體薄膜硅、鍺及硅、鍺及III-VIII-V族、族、II-VIII-VI族、族、IV-VIIV-VI族等化合物半導體膜族等化合物半導體膜集成電路、發(fā)光二極管、霍耳元件、集成電路、發(fā)光二極管、霍耳元件、紅外光電探測器、紅外激光器件、太紅外光電探測器、紅外激光器件、太陽能電池陽能電池介質薄膜介質薄膜SiOSiO、SiOSiO2 2、SiSi3 3N N4 4、AlAl2 2O O3 3多元金屬氧多元金屬氧化物等化物等電容器介質

29、、表面鈍化膜、多層布線電容器介質、表面鈍化膜、多層布線絕緣膜、隔離和掩模層絕緣膜、隔離和掩模層磁性薄膜磁性薄膜FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3、BiBi代石榴石膜等代石榴石膜等磁光盤、磁記錄材料磁光盤、磁記錄材料壓電薄膜壓電薄膜ZnOZnO、AlNAlN、PbTiOPbTiO3 3、TaTa2 2O O5 5等等表聲波器件、聲光器件表聲波器件、聲光器件熱電薄膜熱電薄膜PbTiOPbTiO3 3等等熱釋電紅外探測器熱釋電紅外探測器35三、光學薄膜與光電薄膜三、光學薄膜與光電薄膜 l 光學薄膜是指利用材料的光學性質的薄膜。光學光學薄膜是指利用材料的光學性質的薄膜。光學性質包括

30、光的吸收、干涉、反射、透射等，因此光學性質包括光的吸收、干涉、反射、透射等，因此光學薄膜涉及的領域有防反射膜、減反射膜、濾色器、光薄膜涉及的領域有防反射膜、減反射膜、濾色器、光記錄介質、光波導等。記錄介質、光波導等。l 光電薄膜是指利用光激發(fā)光電子，從而把光信號轉光電薄膜是指利用光激發(fā)光電子，從而把光信號轉變成電信號的薄膜，可制成光敏電阻和光的檢測、度變成電信號的薄膜，可制成光敏電阻和光的檢測、度量等光電網元件，是目前發(fā)展最快，需求最迫切的現(xiàn)量等光電網元件，是目前發(fā)展最快，需求最迫切的現(xiàn)代信息功能材料。由于光脈沖的工作頻率比電脈沖高代信息功能材料。由于光脈沖的工作頻率比電脈沖高三個數量級，因此

31、用光子來代替電子作為信息的載體三個數量級，因此用光子來代替電子作為信息的載體是發(fā)展趨勢。是發(fā)展趨勢。 36集成光學器件集成光學器件l兩種薄膜的材料種類、制備方法很多，這里以集成光兩種薄膜的材料種類、制備方法很多，這里以集成光學器件為例，說明光學薄膜和光電薄膜新的發(fā)展方向學器件為例，說明光學薄膜和光電薄膜新的發(fā)展方向和相應的性能、制備技術要求。和相應的性能、制備技術要求。l集成光學已成為當今世界科技發(fā)展的一個重要領域，集成光學已成為當今世界科技發(fā)展的一個重要領域，主要研究以光的形式發(fā)射、調制、控制和接收信號，主要研究以光的形式發(fā)射、調制、控制和接收信號，并集光信號的處理功能為一身的集成光學器件，

32、最終并集光信號的處理功能為一身的集成光學器件，最終目標是替代目前的電子通訊手段，實現(xiàn)全光通訊，一目標是替代目前的電子通訊手段，實現(xiàn)全光通訊，一方面可提高傳播速度和信息含量，另一方面提高技術方面可提高傳播速度和信息含量，另一方面提高技術可靠性。光學薄膜與光電薄膜是實現(xiàn)集成光學器件的可靠性。光學薄膜與光電薄膜是實現(xiàn)集成光學器件的重要基礎。重要基礎。37 集成光學器件的結構集成光學器件的結構 l集成光學器件的用途不同，所采用的材料不同，集成光學器件的用途不同，所采用的材料不同，元件集成的方式也不相同，但是從結構上看，元件集成的方式也不相同，但是從結構上看，一般集成光學器件包括光波導、光耦合元件一般集

33、成光學器件包括光波導、光耦合元件（例如棱鏡、光柵、透鏡等）、光產生和接收（例如棱鏡、光柵、透鏡等）、光產生和接收元件（例如電光相位調制器）。元件（例如電光相位調制器）。38集成光學器件的材料及制備集成光學器件的材料及制備 l集成光學器件所采用的材料主要分為三類：其集成光學器件所采用的材料主要分為三類：其中第一類是以中第一類是以 為基礎形成的光電材料，為基礎形成的光電材料，包括包括 、 、 等，它們是制作光等，它們是制作光電子器件經常采用的材料；電子器件經常采用的材料；l第二類材料是以第二類材料是以 為代表的具有特殊電為代表的具有特殊電光性質的單晶材料；光性質的單晶材料；l第三類材料則包括了各種

34、多晶和非晶態(tài)的物質，第三類材料則包括了各種多晶和非晶態(tài)的物質，如氧化物、玻璃以及聚合物等。如氧化物、玻璃以及聚合物等。GaAsAlGaAsInPGaInAsP3LiNbO39l 類材料是極好的光電子材料，已被廣類材料是極好的光電子材料，已被廣泛用來制造各類發(fā)光器件（發(fā)光二極管、激光泛用來制造各類發(fā)光器件（發(fā)光二極管、激光器）和光接收器件（光電二極管和三極管）。器）和光接收器件（光電二極管和三極管）。l因而，采用這類材料的優(yōu)點是可以用外延、光因而，采用這類材料的優(yōu)點是可以用外延、光刻等制造技術將光發(fā)射、光探測元件以及光波刻等制造技術將光發(fā)射、光探測元件以及光波導集成制作在同一塊基板上。導集成制作

35、在同一塊基板上。l而改變的而改變的 成分，不僅可以改變材料成分，不僅可以改變材料的禁帶寬度，還可以調整材料對光的折射率。的禁帶寬度，還可以調整材料對光的折射率。l另外，采用中子照射的方法也可以通過降低材另外，采用中子照射的方法也可以通過降低材料中載流子密度，提高材料折射率，從而在材料中載流子密度，提高材料折射率，從而在材料中制備出光波導。料中制備出光波導。 GaAsAsCaAlx1x40 四、四、納米薄膜 l納米薄膜是指晶粒尺寸或厚度為納米級納米薄膜是指晶粒尺寸或厚度為納米級（1100nm）的薄膜。）的薄膜。l但實際上但實際上目前研究最多的還是納米顆粒膜目前研究最多的還是納米顆粒膜，即，即納米

36、尺寸的微小顆粒鑲嵌于薄膜中所構成的復納米尺寸的微小顆粒鑲嵌于薄膜中所構成的復合納米材料體系。合納米材料體系。l由于納米相的特殊作用，顆粒膜成為一種新型由于納米相的特殊作用，顆粒膜成為一種新型復合材料，在磁學、電學、光學非線性等方面復合材料，在磁學、電學、光學非線性等方面表面出奇異性和廣泛的應用前景，引起人們的表面出奇異性和廣泛的應用前景，引起人們的重視。重視。 41l將將Ge、Si或或C顆粒（一般顆粒（一般110nm）均勻彌散地鑲嵌在）均勻彌散地鑲嵌在絕緣介質薄膜中，可在室溫下觀察到較強的可見光區(qū)域絕緣介質薄膜中，可在室溫下觀察到較強的可見光區(qū)域的光致發(fā)光現(xiàn)象。而體相的的光致發(fā)光現(xiàn)象。而體相的

37、Ge或或Si是不能發(fā)射出可見光是不能發(fā)射出可見光的。的。l這種新型納米顆粒膜的發(fā)光機理主要是由于量子尺寸效這種新型納米顆粒膜的發(fā)光機理主要是由于量子尺寸效應、表面界面效應和介電限域效應等對應、表面界面效應和介電限域效應等對Ge等量子點的電等量子點的電子結構產生影響引起的，另一方面由于量子限域效應，子結構產生影響引起的，另一方面由于量子限域效應，納米材料的能帶結構具有直接帶隙的特征，同時伴隨著納米材料的能帶結構具有直接帶隙的特征，同時伴隨著光學帶隙發(fā)生藍移，能態(tài)密度增大和光輻射概率增強。光學帶隙發(fā)生藍移，能態(tài)密度增大和光輻射概率增強。l類似的例子還有類似的例子還有 光電薄膜，光電薄膜， 光電薄膜

38、光電薄膜等，都是我國科學家在近幾年取得的具有國際水平的研等，都是我國科學家在近幾年取得的具有國際水平的研究成果。究成果。OCsAg22SiOInAs42五、介質薄膜材料l介電功能材料是以電極化為基本電學特征的功能材料。介電功能材料是以電極化為基本電學特征的功能材料。l所謂電極化就是指在電場（包括高頻電場）作用下，所謂電極化就是指在電場（包括高頻電場）作用下，正、負電荷中心相對移動從而出現(xiàn)電矩的現(xiàn)象。正、負電荷中心相對移動從而出現(xiàn)電矩的現(xiàn)象。l電極化隨材料的組分和結構、電場的頻率和強度以及電極化隨材料的組分和結構、電場的頻率和強度以及溫度、壓強等外界條件的改變而發(fā)生變化，所以介電溫度、壓強等外界

39、條件的改變而發(fā)生變化，所以介電功能材料表現(xiàn)出多種多樣的、有實用意義的性質，成功能材料表現(xiàn)出多種多樣的、有實用意義的性質，成為電子和光電子技術中的重要材料。為電子和光電子技術中的重要材料。43介電功能材料的分類l按化學分類有無機材料、有機材料以及無機與有機的按化學分類有無機材料、有機材料以及無機與有機的復合材料；復合材料；l按形態(tài)分類有三維（塊體）材料、二維（薄膜）材料按形態(tài)分類有三維（塊體）材料、二維（薄膜）材料和一維（纖維）材料；和一維（纖維）材料；l按結晶狀態(tài)分類有單晶、多晶和非晶材料。按結晶狀態(tài)分類有單晶、多晶和非晶材料。l從實用的觀點來看，按物理效應分類是一種較好的方從實用的觀點來看，

40、按物理效應分類是一種較好的方法。表法。表4列出了各類介電功能材料最主要的應用領域。列出了各類介電功能材料最主要的應用領域。需要指出的是，多種物理效應往往同時存在于同一種需要指出的是，多種物理效應往往同時存在于同一種材料中。材料中。44表4 介電功能材料按物理效應分類及其主要應用 材料類型 最主要的應用領域 絕緣材料 電路集成與組裝 電容材料 電信號的調諧、耦合與儲能 村電材料 機電換能、頻率選擇與控制 電致伸縮材料 機電傳感及自動控制 熱釋電材料 熱釋電探測與成像 鐵電材料 光電信息存儲與顯示 電光材料 電光調制 光折變材料 全息存儲和集成光學 非線性光學材料 激光變頻和光信號處理 聲光材料

41、聲光調制 45六、電介質薄膜及應用 l電介質薄膜是指集成電路和薄膜元器件制造中所用的介電電介質薄膜是指集成電路和薄膜元器件制造中所用的介電薄膜和絕緣體薄膜。薄膜和絕緣體薄膜。l通常人們將電阻率大于通常人們將電阻率大于1010的材料稱為的材料稱為 “絕緣體絕緣體”，并且，并且簡單地認為電介質就是絕緣體，其實這是不確切的。簡單地認為電介質就是絕緣體，其實這是不確切的。l嚴格地說嚴格地說，絕緣體是指能夠承受較強電場的電介質材料，絕緣體是指能夠承受較強電場的電介質材料，而電介質除了絕緣體性外，主要是指在較弱電場下具有極而電介質除了絕緣體性外，主要是指在較弱電場下具有極化能力并能在其中長期存在（電場下）

42、的一種物質?；芰Σ⒛茉谄渲虚L期存在（電場下）的一種物質。與與金金屬不同，電介質材料內部沒有電子的共有化，從而不存在屬不同，電介質材料內部沒有電子的共有化，從而不存在自由電子，只存在束縛電荷，通過極化過程來傳遞和記錄自由電子，只存在束縛電荷，通過極化過程來傳遞和記錄電子信息，與此同時伴隨著各種特征的能量損耗過程。電子信息，與此同時伴隨著各種特征的能量損耗過程。因因此，電介質能夠以感應而并非傳導的方式來傳遞電磁場信此，電介質能夠以感應而并非傳導的方式來傳遞電磁場信息。息。46電介質薄膜按主要用途分類電介質薄膜按主要用途分類l介電性應用類介電性應用類：主要用于各種微型薄膜電容器和各種：主要用于各種

43、微型薄膜電容器和各種敏感電容元件，這類元件常用的薄膜有敏感電容元件，這類元件常用的薄膜有SiO、SiO2、Al2O3、Ta2O5、有時也用、有時也用AlN、Y2O3、B2TiO3、PbTiO3及鋯鈦酸（及鋯鈦酸（PZT）薄膜等；）薄膜等；l絕緣性應用類絕緣性應用類：主要用于各種集成電路和各種金屬：主要用于各種集成電路和各種金屬-氧化物氧化物-半導體器件。在這類用途中，一是作為導電半導體器件。在這類用途中，一是作為導電帶交叉區(qū)的絕緣層，二是作為器件極間的絕緣層，常帶交叉區(qū)的絕緣層，二是作為器件極間的絕緣層，常用的有用的有SiO、SiO2、Si3O4等。等。 從組成上看介質薄膜主要是各種金屬氧化物

44、、氮從組成上看介質薄膜主要是各種金屬氧化物、氮化物及多元金屬化合物薄膜。化物及多元金屬化合物薄膜。47七、鐵電薄膜材料及其應用七、鐵電薄膜材料及其應用 l鐵電體是一類鐵電體是一類具有自發(fā)極化的介電晶體，具有自發(fā)極化的介電晶體，且其且其極化方向可以因外電場方向反向而反向。極化方向可以因外電場方向反向而反向。l存在自發(fā)極化是鐵電晶體的根本性質存在自發(fā)極化是鐵電晶體的根本性質，它來源，它來源于晶體的晶胞中存在的不重合的正負電荷所形于晶體的晶胞中存在的不重合的正負電荷所形成的電偶極矩。成的電偶極矩。 l具有鐵電性具有鐵電性，且厚度在數十納米至數十微米的，且厚度在數十納米至數十微米的薄膜材料，叫鐵電薄膜

45、。薄膜材料，叫鐵電薄膜。 48鐵電材料的研究發(fā)展l從二十世紀八十年代以來，鐵電材料的研究主要從二十世紀八十年代以來，鐵電材料的研究主要集中于鐵電薄膜及異質結構、聚合物鐵電復合材集中于鐵電薄膜及異質結構、聚合物鐵電復合材料、鐵電液晶等方面。料、鐵電液晶等方面。l由鐵電薄膜與由鐵電薄膜與SiSi半導體集成技術相結合而發(fā)展起半導體集成技術相結合而發(fā)展起來的集成鐵電學（來的集成鐵電學（Integrated FerroelectricsIntegrated Ferroelectrics）及相關集成鐵電器件的研究，已成為鐵電學研究及相關集成鐵電器件的研究，已成為鐵電學研究中最活躍的領域之一，亦在信息科學技

46、術領域中中最活躍的領域之一，亦在信息科學技術領域中顯示出誘人的應用前景，受到了材料物理、凝聚顯示出誘人的應用前景，受到了材料物理、凝聚態(tài)物理、陶瓷學、微電子學和信息科學等領域中態(tài)物理、陶瓷學、微電子學和信息科學等領域中眾多學者的關注。眾多學者的關注。 49鐵電體的性質與結構l鐵電體的基本性質就是鐵電體的極化方向隨外電鐵電體的基本性質就是鐵電體的極化方向隨外電場方向反向而反向。極化強度與外電場的關系曲場方向反向而反向。極化強度與外電場的關系曲線如圖線如圖4 4所示，即電滯回線（所示，即電滯回線（hysteresis loophysteresis loop）。）。l由于晶體結構與溫度有密切的關系，

47、所以鐵電性由于晶體結構與溫度有密切的關系，所以鐵電性通常只存在于一定的溫度范圍內。當溫度超過某通常只存在于一定的溫度范圍內。當溫度超過某一特定值時，晶體由鐵電一特定值時，晶體由鐵電(ferroelectric)(ferroelectric)相轉變相轉變?yōu)轫橂姡轫橂姡╬araelectricparaelectric）相，即發(fā)生鐵電相變，）相，即發(fā)生鐵電相變，自發(fā)極化消失，沒有鐵電性。這一特定溫度自發(fā)極化消失，沒有鐵電性。這一特定溫度T Tc c稱為稱為居里溫度或居里點居里溫度或居里點(Curie Temperature)(Curie Temperature)。 50圖圖4 鐵電體電滯回線示意圖

48、鐵電體電滯回線示意圖圖圖4中中PsA是飽和極化強度，是飽和極化強度，Pr是剩余極化強度，是剩余極化強度，Ec是矯頑場。是矯頑場。51l在居里點附近鐵電體的介電性質、彈性性質、在居里點附近鐵電體的介電性質、彈性性質、光學性質和熱學性質等，都要出現(xiàn)反常現(xiàn)象，光學性質和熱學性質等，都要出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，即具有臨界特性。即具有臨界特性。l在在T Tc c時，介電系數、壓電系數、彈性柔順系數、時，介電系數、壓電系數、彈性柔順系數、比熱和線性電光系數急劇增大。例如：大多數比熱和線性電光系數急劇增大。例如：大多數鐵電晶體，在鐵電晶體，在T Tc c時介電常數可達時介電常數可達10104 410105 5，這，這

49、種現(xiàn)象稱為鐵電體在臨界溫度附近的種現(xiàn)象稱為鐵電體在臨界溫度附近的“介電反介電反常常”。52l2020世紀世紀8080年代以后，薄膜制備技術取得了一系列新年代以后，薄膜制備技術取得了一系列新的突破，眾多先進的薄膜制備技術，如射頻濺射的突破，眾多先進的薄膜制備技術，如射頻濺射(rf-sputtering)(rf-sputtering)法、化學氣相沉積法、化學氣相沉積(CVD)(CVD)法、金屬法、金屬有機物沉積有機物沉積(MOD)(MOD)法、金屬有機物化學氣相沉積法、金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)(MOCVD)法、溶膠法、溶膠- -凝膠凝膠(Sol-Gel)(Sol-Gel)法、脈沖激光沉

50、法、脈沖激光沉積積(PLD)(PLD)法以及分子束外延法以及分子束外延(MBE)(MBE)法等先后用于制備法等先后用于制備鐵電薄膜，從而克服了鐵電體與半導體器件集成的鐵電薄膜，從而克服了鐵電體與半導體器件集成的主要技術障礙，使得與半導體工藝兼容的集成鐵電主要技術障礙，使得與半導體工藝兼容的集成鐵電器件成為可能，大大推進了鐵電薄膜制備與應用研器件成為可能，大大推進了鐵電薄膜制備與應用研究的發(fā)展。究的發(fā)展。 鐵電薄膜制備技術的發(fā)展53 鐵鐵 電電 薄薄 膜膜 的的 應應 用用 光折變效應光折變效應電光效應電光效應鐵鐵電電薄薄膜膜鐵電性鐵電性非易失鐵電隨機存儲器非易失鐵電隨機存儲器鐵電場效應晶體管鐵

51、電場效應晶體管可擦寫鐵電光盤可擦寫鐵電光盤鐵電神經網絡元件鐵電神經網絡元件壓電性壓電性壓電傳感器、換能器壓電傳感器、換能器聲表面波器件聲表面波器件微型壓電驅動器微型壓電驅動器微型壓電馬達微型壓電馬達介電性介電性動態(tài)隨機存取存儲器動態(tài)隨機存取存儲器薄膜電容器薄膜電容器介電緩沖層介電緩沖層太陽能電池儲能電容器太陽能電池儲能電容器微波諧振及探測器微波諧振及探測器薄膜濕度傳感器薄膜濕度傳感器電致發(fā)光器件電致發(fā)光器件熱釋電性熱釋電性紅外探測器紅外探測器非制冷紅外焦平面陣列非制冷紅外焦平面陣列光開關光開關光波導光波導光偏轉器光偏轉器光調制器光調制器光記憶與光顯示器光記憶與光顯示器聲光效應聲光效應聲光偏轉器

52、聲光偏轉器空間光調制、放大器件空間光調制、放大器件光信息存儲和圖像處理等器件光信息存儲和圖像處理等器件非線性光學效應非線性光學效應光學倍頻光學倍頻參量振蕩參量振蕩相共軛相共軛54八、透明導電膜（TCO）及應用 l透明導電膜（透明導電膜（TCO）是一種十分重要的光電）是一種十分重要的光電材料，其特點是低電阻率和高透光率。由于材料，其特點是低電阻率和高透光率。由于它具有優(yōu)異的光電特性，在太陽電池、液晶它具有優(yōu)異的光電特性，在太陽電池、液晶顯示器、氣體傳感器、飛機和汽車窗導熱玻顯示器、氣體傳感器、飛機和汽車窗導熱玻璃（以防霧和防結冰）等領域得到廣泛的應璃（以防霧和防結冰）等領域得到廣泛的應用。目前已

53、發(fā)展成為一類高新技術產業(yè)。過用。目前已發(fā)展成為一類高新技術產業(yè)。過去這種膜是以玻璃為襯底，現(xiàn)在也可應用在去這種膜是以玻璃為襯底，現(xiàn)在也可應用在柔性襯底（有機薄膜）上，可以擾曲和大面柔性襯底（有機薄膜）上，可以擾曲和大面積化，成本也較低。積化，成本也較低。 55透明導電薄膜的種類與特性l透明導電膜分為：金屬薄膜、半導體薄膜、復合膜和高分子透明導電膜分為：金屬薄膜、半導體薄膜、復合膜和高分子電介質膜等。電介質膜等。l可形成導電層的材料有可形成導電層的材料有SnOSnO2 2、InIn2 2O O3 3、InIn2 2O O3 3-SnO-SnO2 2、CdCd2 2SnOSnO4 4、AuAu、P

54、dPd等。等。l金屬薄膜中由于存在著自由電子，因此即使很薄的膜仍呈現(xiàn)金屬薄膜中由于存在著自由電子，因此即使很薄的膜仍呈現(xiàn)出很好的導電性，若選擇其中對可見光吸收小的物質就可得出很好的導電性，若選擇其中對可見光吸收小的物質就可得到透明導電膜。金屬薄膜系列雖然導電性好，但是透明性稍到透明導電膜。金屬薄膜系列雖然導電性好，但是透明性稍差。差。l半導體薄膜系列以及高分子電介質系列恰恰相反：導電性差，半導體薄膜系列以及高分子電介質系列恰恰相反：導電性差，透明度好。透明度好。l多層膜系列的導電性與透明度都很好。多層膜系列的導電性與透明度都很好。56透明導電薄膜制備方法（1 1）玻璃襯底上制備透明導電薄膜）玻

55、璃襯底上制備透明導電薄膜l透明導電膜的制作方法有：透明導電膜的制作方法有：l噴霧法、涂覆法、浸漬法、化學氣相沉積法、噴霧法、涂覆法、浸漬法、化學氣相沉積法、真空蒸鍍法、濺射法等。真空蒸鍍法、濺射法等。l下面就幾種主要方法進行簡單介紹。下面就幾種主要方法進行簡單介紹。57噴霧法（噴涂法）l將清洗干凈的玻璃放在爐內，加熱到將清洗干凈的玻璃放在爐內，加熱到500500700700后，用氯化錫（后，用氯化錫（SnClSnCl4 4）溶于水或在有機）溶于水或在有機溶劑中形成的溶液均勻噴涂在玻璃襯底表面上，溶劑中形成的溶液均勻噴涂在玻璃襯底表面上，形成一定厚度的薄膜。形成一定厚度的薄膜。l噴涂法將噴涂法將

56、SnClSnCl4 4的水溶液或有機溶液噴涂到的水溶液或有機溶液噴涂到500500700700的玻璃襯底上，經過的玻璃襯底上，經過SnClSnCl4 4和和H H2 2O O的的反應生成反應生成SnOSnO2 2薄膜（另一種反應產物薄膜（另一種反應產物HClHCl被揮被揮發(fā)）。襯底溫度降到發(fā)）。襯底溫度降到300300，生成的，生成的SnOSnO2 2薄膜薄膜為非晶態(tài)，其電阻率急劇升高。為非晶態(tài)，其電阻率急劇升高。58l為了降低薄膜的電阻率，可以在制備時摻入為了降低薄膜的電阻率，可以在制備時摻入SbClSbCl3 3等摻雜劑、并且使薄膜偏離化學比（如等摻雜劑、并且使薄膜偏離化學比（如x=0.1

57、x=0.1的的SnOSnO2-x2-x）。浸涂法將）。浸涂法將500500700700的玻璃襯底浸入的玻璃襯底浸入沸騰的上述溶液，取出后緩慢冷卻，就可以得到沸騰的上述溶液，取出后緩慢冷卻，就可以得到比噴涂法更均勻的比噴涂法更均勻的SnOSnO2 2薄膜。薄膜。lSnOSnO2 2薄膜具有四方的金紅石結構薄膜具有四方的金紅石結構(a=0.7438nm(a=0.7438nm，c=0.3188nm)c=0.3188nm)，高溫制備得到（，高溫制備得到（110110）織構，低溫）織構，低溫制備得到（制備得到（200200）織構。用上述方法得到的）織構。用上述方法得到的SnOSnO2 2薄薄膜電阻率約為

58、膜電阻率約為4 41010-4-4cmcm。59l為了進一步降低電阻率，可以制備氧化物為了進一步降低電阻率，可以制備氧化物/ /金屬金屬/ /氧化物氧化物復合膜，如復合膜，如SnOSnO2 2/Au/SnO/Au/SnO2 2復合膜等，其中的金屬膜厚度復合膜等，其中的金屬膜厚度小于小于2nm2nm，此時，此時AuAu、AgAg等金屬膜具有良好的透光性。等金屬膜具有良好的透光性。l也可以制成也可以制成BiBi2 2O O3 3(45nm)/Au(13nm)/ Bi(45nm)/Au(13nm)/ Bi2 2O O3 3(45nm)(45nm)、TiOTiO2 2(18nm)/Ag(18nm)/

59、TiO(18nm)/Ag(18nm)/ TiO2 2(18nm)(18nm)、SiO/Au/ZrOSiO/Au/ZrO2 2等以等以金屬為主的復合導電膜，這里底層氧化物主要用于避免金屬為主的復合導電膜，這里底層氧化物主要用于避免很薄的金屬膜形成厚度不均勻的島狀結構，頂層氧化物很薄的金屬膜形成厚度不均勻的島狀結構，頂層氧化物主要用于保護強度偏低的金屬膜。這種復合膜的導電性主要用于保護強度偏低的金屬膜。這種復合膜的導電性優(yōu)于單層的氧化物導電膜，透光性也很接近氧化物導電優(yōu)于單層的氧化物導電膜，透光性也很接近氧化物導電膜，但制備工藝較復雜。膜，但制備工藝較復雜。60浸漬法浸漬法 與噴霧法相同，將玻璃襯

60、底加熱到與噴霧法相同，將玻璃襯底加熱到500500700700，同時將主要溶解有錫鹽的有機溶液加熱至沸，同時將主要溶解有錫鹽的有機溶液加熱至沸騰，然后將玻璃短時間地浸入溶液后取出，慢慢地冷騰，然后將玻璃短時間地浸入溶液后取出，慢慢地冷卻。這樣得到的膜質地較硬，與噴霧法相比，在長、卻。這樣得到的膜質地較硬，與噴霧法相比，在長、寬等方向上的均勻性也很好。寬等方向上的均勻性也很好?；瘜W氣相沉積法化學氣相沉積法 將玻璃襯底加熱至高溫，并使其將玻璃襯底加熱至高溫，并使其表面吸附金屬有機化合物的熱蒸氣，然后通過噴涂在表面吸附金屬有機化合物的熱蒸氣，然后通過噴涂在基片表面上引起分解氧化反應，由此析出金屬氧化