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第四篇 薄膜技术的应用 1

第一章 电磁性能及其应用 1

第一节 导电体薄膜 1

一、概述 1

二、导电体薄膜的性质 2

三、导电体薄膜的应用 25

第二节 介电体薄膜 79

一、概述 79

二、介电体的一般性质 80

三、介电体薄膜的应用 83

第三节 半导体薄膜 130

一、半导体薄膜的性质 130

二、半导体薄膜的应用 158

第四节 超导薄膜 218

一、概述 218

二、超导薄膜的性质 219

三、超导薄膜的应用 234

四、超导薄膜器件的制作方法 259

第五节 磁性膜 272

一、概述 272

二、磁性膜的基本性质 274

三、磁性膜的制作方法及磁化特征 289

四、磁性薄膜的应用 306

第六节 高温氧化物超导薄膜 340

一、概述 340

二、高温氧化物超导体的制作工艺 342

三、高温氧化物超导体的结构 348

四、高温超导薄膜及超导薄膜器件 355

五、存在的问题和展望 363

参考文献 365

第二章 光学性能及其应用 402

第一节 薄膜的光学性质 402

一、薄膜中的光学特性及光学常数的测定 402

二、金属薄膜的光物性 407

三、介电体、半导体的光物性 412

四、全反射光谱分析 417

五、薄膜光波导的原理 420

第二节 薄膜在光学器件方面的应用 423

一、光学镀层 423

二、薄膜光路元件 434

三、光功能元件 449

参考文献 468

第三章 薄膜技术在信息、计算机工业中的应用 475

第一节 薄膜技术在电子照相感光体方面的应用 475

一、电子照相法及其感光体 475

二、感光体应具备的性质 477

三、a-Se、a-硫属化合物及a-Si膜 478

四、有机化合物薄膜 482

第二节 磁记录薄膜 485

一、磁记录(狭义)用磁性薄膜 485

二、光热磁记录用磁性薄膜 495

三、磁泡用磁性薄膜 498

一、光盘系统 500

第三节 光记录薄膜 500

二、记录材料 505

三、今后的展望 510

参考文献 511

第四章 半导体工业中的薄膜技术 514

第一节 在集成电路布线中的应用 514

一、LSI中要求的电极布线技术 514

二、电极布线中要求的条件和相关技术 514

三、难熔金属硅化物电极的现状 521

四、难熔金属电极的现状 526

五、电极布线形成装置今后的动向 531

第二节 绝缘薄膜在集成电路中的应用 532

一、绝缘薄膜在集成电路中的作用 532

二、超LSI时代的绝缘膜技术 538

第三节 PIQ有机薄膜在集成电路中的应用 541

一、有机薄膜的特征及在IC中的作用 541

二、IC用有机薄膜材料 543

三、有机薄膜及器件的特性 544

五、有机薄膜的微细加工方法 545

四、有机薄膜和IC表面间的附着特性 545

六、在集成电路中的应用 549

第四节 薄膜晶体管及SOI 551

一、薄膜晶体管子的种类 551

二、用于薄膜晶体管的a-Si技术 557

三、用于薄膜晶体管的SOI技术 560

四、SOI技术的应用 564

一、SOS的特点 569

第五节 蓝宝石单晶基片上生长硅单晶薄膜的技术--SOS技术 569

二、SOS生长技术的发展 571

三、晶体性质和电特性之间的关系 573

四、器件应用 578

五、发展动向 581

第六节 高电子迁移率晶体管(HEMT)器件和超晶格器件 582

一、Ⅱ-Ⅴ族化合物半导体异质结器件的研究开发动向 583

二、HEMT的结构、工作原理及各种特性 586

参考文献 591

一、透明导电膜的制备方法 597

第五章 电子元器件中的薄膜技术 597

第一节 透明导电膜的应用 597

二、透明导电膜的种类与特性 600

三、透明导电膜的用途 601

四、透明导电膜制品 604

第二节 薄膜技术在电阻及电容中的应用 607

一、发展过程简介 607

二、薄膜电阻器 608

三、薄膜电容 611

四、薄膜网络器件 613

五、薄膜无源器件方面今后的课题 615

第三节 薄膜声表面波器件 615

一、原理与构造 616

二、薄膜材料 616

三、薄膜结构的SAW特性 617

四、薄膜SAW器件 619

参考文献 625

一、TFEL显示器的构造与材料 627

第一节 薄膜电致发光器件 627

第六章 光电子器件中的薄膜技术 627

二、TFEL显示器的特性 628

三、TFEL显示板的实用化技术 631

四、TFEL显示装置的特点与应用 634

第二节 摄像器件 636

一、光导电型摄像管 636

二、用于单管彩色摄像机的摄像管 640

三、固体摄像器件所用的滤色器 642

第三节 集成光路 643

四、光电导膜积层型固体摄像器件 643

一、基础知识 644

二、波导光路 647

三、图像传输光路 651

参考文献 653

第七章 传感器件中应用的薄膜技术 657

第一节 压力传感器 657

一、压力传感器结构与工件原理 657

三、温度特性 659

二、线性补偿 659

四、综合特性 662

第二节 温度传感器 663

一、温度传感器的种类和特征 663

二、薄膜技术与温度传感器 666

三、最近开发的薄膜温度传感器 666

四、今后展望 676

第三节 铁磁性体磁传感器 677

一、薄膜磁阻元件 677

二、磁阻元件的温度特性 678

三、应用实例 679

第四节 利用阳极氧化膜的湿度传感器 680

一、利用阳极氧化膜的湿度传感器的开发现状 680

二、阳极氧化膜的特性 682

三、氧化钽膜湿度传感器概述 683

四、今后展望 687

第五节 薄膜技术在气体传感器上的应用 687

一、气体传感器概述 688

二、利用薄膜技术制作的气体传感器 688

三、今后的研究课题及展望 696

参考文献 697

第八章 薄膜技术与太阳能利用 701

第一节 薄膜在太阳电池中的应用 701

一、太阳电池中所用的半导体材料 701

二、各种半导体薄膜太阳电池的开发现状 702

三、今后的发展动向 709

第二节 太阳光-热能转换用光选择性膜的应用 711

一、太阳集热器用光选择性膜的特性 711

二、光选择性吸收膜的物理性能 713

三、研究与发展现状 721

四、今后的研究课题及目标 722

参考文献 725

第九章 薄膜技术在机械工业中的应用 730

第一节 硬质镀层 730

一、概述 730

二、如何选择镀层-基体系统 734

三、硬度及硬度测量 736

四、硬质镀层的微观结构与硬度的关系 738

五、各类硬质镀层综述 741

六、氮化钛镀层的结构与特性 754

第二节 气相沉积表面强化技术综述 760

一、气相沉积表面强化技术的应用 760

二、硬质镀层改善刀具切削性能的机理 761

三、TiN、TiN等作为高速钢刀具镀层的优点 763

四、PVD，CVD两种工艺的对比 764

五、硬质镀层对各种刀具切削性能的改善 765

六、如何更好地发挥硬质镀层的作用 772

七、耐腐蚀镀层 774

八、热障涂层 774

第三节 固体润滑膜 774

一、固体润滑剂的种类和特征 775

二、固体润滑膜的形成方法 776

三、固体润滑膜的评价方法 779

四、固体润滑膜的润滑特性及应用实例 780

第四节 硬质耐热膜在刀具、模具及各种零部件上的应用 786

一、在刀具上的应用 786

五、存在的问题及使用中的注意事项 786

二、在耐磨损工具、模具及其它部件上的应用 796

三、在抗蚀、耐热方面的应用 797

四、今后的展望 799

参考文献 799

第十章 薄膜在光学领域中的应用 808

第一节 薄膜在透镜上的应用 808

一、由薄膜引起的光干涉现象 808

二、单层防反射膜 809

三、多层防反射膜 810

四、颜色贡献 815

五、多层镀层的效果 816

参考文献 816

第十一章 新技术领域中的薄膜技术 817

第一节 在约瑟夫森器件中的应用 817

一、薄膜约瑟夫森器件 817

二、薄膜功能器件的制作 820

三、薄膜功能器件的结构 823

一、超导材料 827

第二节 超导线 827

二、超导线的电磁现象 828

三、合金系超导线的制造方法 831

四、化合物系超导线的制造方法 831

第三节 光导纤维 840

一、光导纤维的种类、材料及其制作方法 840

二、光导纤维的传输特性 842

三、光缆及其应用动向 847

参考文献 848

一、概述 850

第十二章 金刚石薄膜与立方氮化硼薄膜 850

第一节 金刚石薄膜 850

二、低压合成金刚石膜的方法 851

三、金刚石膜的生长过程 858

第二节 立方氮化硼薄膜 860

一、概述 860

二、c-BN的特征 860

四、PVD法合成c-BN膜的几种方法 863

三、低压合成c-BN膜的方法 863

五、CVD法合成BN膜的几种方法 865

六、c-BN膜的生长过程 868

参考文献 869

第十三章 塑料基片上的薄膜 871

第一节 概述 871

第二节 塑料膜卷绕式镀膜装置 874

一、真空室 874

二、蒸发源 875

三、卷绕辊筒系统 875

四、真空抽气系统 875

五、卷绕镀膜装置实例 875

第三节 应用实例 875

一、装饰膜 875

二、压光膜 877

三、电容器膜 878

四、包装膜 878

五、日光调整膜 881

六、选择性透射膜 882

七、柔性印刷电路 883

八、透明导电膜 887

九、音响电器用振动板 889

十、录像盘 890

十一、塑料透镜 892

参考文献 893

一、厚膜基片材料 895

二、电子浆料与粉料技术 895

第一节 厚膜元件及材料 895

第十四章 厚膜技术及多层布线陶瓷基片 895

三、烧结厚膜元件 906

四、聚合物厚膜浆料及元件 913

第二节 厚膜元件的制造--丝网印刷工艺 916

一、概述 916

二、质量控制因素 918

三、丝网印刷中的几个问题 921

一、导电涂料 922

第三节 导电涂料及抗电磁干扰屏蔽层 922

二、抗电磁干扰屏蔽层用导电涂料 923

第四节 多层布线陶瓷基片 926

一、概述 926

二、多层布线陶瓷基片的制造工艺 926

三、多层布线低温烧成陶瓷基片材料 928

四、多层布线技术及材料 931

五、低温烧成基片的可靠性试验 933

参考文献 934

第十五章 LB薄膜及其应用 935

一、历史和现状 935

二、LB膜的结构 936

三、LB膜制备技术 936

四、LB膜的应用 941

五、展望 944

参考文献 945

附录 946

附录1 薄膜电子器件的封装 946

附录2 与元素的蒸气压、熔化、蒸发相关的数据 954

附录3 化合物的蒸气压、蒸气成分、熔点及生成热 963

附录4 我国薄膜科学与技术发展简介 969

光学工业用镀膜设备 979

电子工业用镀膜设备 980

机械工业用镀膜设备 981

轻工业用镀膜设备 982

特种真空应用及成套工程用镀膜设备 983

真空设备标准配套单元 984

附录5-2 磁控溅射原理图 985

附录5-1 各种真空泵的压力-抽速(%)曲线 985

附录6 常用法定计量单位 986

附录7 气体放电在薄膜技术中的应用 987

附录8-1 元素周期表(一) 988

附录8-2 元素周期表(二)(包括蒸气压、溅射产额、薄膜形成方法) 990

附录9 真空获得、真空应用、真空测量及真空区域划分 992

附录10 常见气体的性质及与薄膜技术相关的参数 993

附录11 物理常数表 994

附录12 单位换算表 995