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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SOI551

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