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1、1. 简述物理气相沉积薄膜的物理过程一般，单个气相原子的动能（）不小于基体中一种原子的动能（),若发生碰撞，入射原子能迅速交出多余的能量，则易被吸附。吸附过程涉及物理吸附和化学吸附，物理吸附依托范德华力，作用范畴约为0.4;化学吸附依托吸附原子和基体表面原子间形成的化学键,作用范畴小（103n)，吸附能较大，解吸较前者困难。单个气相原子吸附在基体上后,由几种被吸附的单个原子互相结合形成多种大小不一的小原子团(凝结相),小原子团长大为晶核，晶核继续长大,形成不持续薄膜，进而得到持续薄膜。2 简述： 临界核概念; 微滴理论; 原子理论;表面构造驰豫和重构要形成薄膜，需有特殊的小原子团产生，这种小原
2、子团不分解出单原子或双原子等,是稳定的,称为稳定核。临界核比最小稳定核少一种原子，由薄膜材料和基片种类决定。将吸附在基片表面的原子团视为微小的凝聚滴（如图），由热力学理论知，形成这个微滴时总自由能的变化为:G=3r3+1r20+a2r21-ar22 a3r3 体积a1r2 面积基片a2r2 面积只有 r G才稳定在基片单位表面上吸附的原子数（原子密度)为：成核速率为当原子数10个以上的微滴,其表面能和自由能可以用块状材料的相应数值。当不不小于10个如下,甚至几种原子的微滴时，需用原子理论。成核速率临界核密度每个核的捕获范畴吸附原子向临界核的总速度由记录理论，临界核密度:两种成核理论的对比:微滴
3、理论(毛细作用理论)热力学凝结论，合用于描述大的临界核,可用热力学参数。原子理论记录物理学原子成核与生长模型，合用于描述小的临界核。3. 薄膜的形成的物理过程小岛阶段成核和核长大,透射电镜观测到大小一致(2-nm）的核忽然浮现.平行基片平面的两维不小于垂直方向的第三维。阐明：核生长以吸附单体在基片表面的扩散，不是由于气相原子的直接接触。结合阶段两个圆形核结合时间不不小于0.1s,并且结合后增大了高度，减少了在基片所占的总面积。而新浮现的基片面积上会发生二次成核，复结合后的复合岛若有足够时间,可形成晶体形状，多为六角形。核结合时的传质机理是体扩散和表面扩散（以表面扩散为主）以便表面能减少。沟道阶
4、段圆形的岛在进一步结合处,才继续发生大的变形岛被拉长,从而连接成网状构造的薄膜,在这种构造中遍及不规则的窄长沟道，其宽度约为5-n,沟道内发生三次成核,其结合效应是消除表面曲率区,以使生成的总表面能为最小。 持续薄膜小岛结合，岛的取向会发生明显的变化,并有些再结晶的现象。沟道内二次或三次成核并结合，以及网状构造生长持续薄膜。4. 如何描述薄膜与基片构造不匹配及解决措施af薄膜原材料的晶格常数； as基片原材料的晶格常数。 描述晶格常数相差比例(af- ）/ f当晶格常数相差比例（f- as）/1%靠晶格畸变已经达不到匹配，只能靠棱位错来调节。5薄膜的附着类型及影响薄膜附着力的工艺因素薄膜的附着
5、类型简朴附着:薄膜和基片间形成一种很清晰的分界面,薄膜与基片间的结合力为范德华力,其附着能 Ws=E+EsEfs（Ef薄膜的表面能Es基片的表面能 Efs薄膜与基片之间的界面能)扩散附着由两个固体间互相扩散或溶解而导致在薄膜和基片间形成一种渐变界面。实现扩散措施:基片加热法、离子注入法、离子轰击法、电场吸引法。通过中间层附着在薄膜与基片之间形成一种化合物而附着,该化合物多为薄膜材料与基片材料之间的化合物。通过宏观效应机械锁合双电层吸引功函数不同电子转移电荷累积吸引，静电吸引能长程力。影响附着力的工艺因素涉及材料性质（选基片能与薄膜形成化学键附着力强）、基片表面状态（基片清洗去掉使基片表面化学键
6、饱和的污染层提高附着性能）、基片温度(T加速扩散核中间层附着,但注意薄膜晶粒大热应力其他性能变化)、淀积方式（溅射粒子动能大表面活化附着强，有一定数量的微孔电镀膜的附着性能差)、淀积速率淀积（速率膜中残留氧分子中间层少 附着力下降、薄膜构造疏松、内应力大附着性能差）、淀积氛围（淀积初期氧和水蒸气分压氧化膜中间层附着）等。6.附着力的测试措施有哪些详述其中一种措施机械措施数种如下：条带法（剥离法）、引拉法（直接法)、划痕法、 推倒法、摩擦法、扭曲法、离心法、超声法、振动法等。划痕法 用尖端圆滑钢针划过薄膜表面，尖端半径约为.05n。用光学显微镜观测和分析划痕,必须拟定临界负荷。薄膜的临界负荷一般
7、为几几百克。单位面积临界剪切力为: 单位面积的剥离能:7薄膜热应力与本征应力及内应力的区别内应力薄膜内部单位截面上所承受的力，由薄膜自身产生，按性质分涉及拉应力和张应力,按来源分涉及：8. 薄膜的电阻来源及与块材的区别电阻来源:晶格振动声子散射;杂质杂质散射;缺陷缺陷散射;晶界晶界散射。薄膜特点:持续膜表面散射；网状膜细丝周界散射，接触散射；岛状膜电子隧道 。由此可见，电阻的物理本源多于块状。. 简述热电子发射理论和肖特基发射理论热电子发射理论物理模型：金属岛中电子随温度增长，其动能增长。当其动能不小于逸出功时,电子便逸出金属表面,外定向流动。由固体物理学得知,在金属单位体积内，微分能量元中的
8、电子能态数为：肖特基发射理论引入镜像力和外加电场的影响,修正上述中的势垒镜像力：若发射出的电子(-)在x处如图,则在一处感应出一种正镜像电荷(+q），两电荷间的库伦力为： 电子在处的势能为:10. 简述玻耳兹曼输出方程电导率的记录理论六维相空间概念:位置坐标 x, y ,; 动量坐标 P,Py， Pz电子也许处在(x,y，z,Px，y,Pz)状态,概率为:f（x,z,Px,y,P）分布函数因此，在t时刻,在相空间体积元 d=xdzdPxdPydz内的电子数目为：(2表达电子自旋有个） 显然，在t+d时刻，在同一体积元中的电子数变为:在dt后，在dv内所增长的电子数为：由此可见，电子的变化重要是
9、由于分布几率随t变而引起的需要建立有关分布概念函数f的微分方程,晶体中电子电场力（外力)r变,v变，动量p变1. 简述半导体表面的双电层和表面态的形成 硅晶格在表面处忽然终结，表面处硅原子有一种未成键的电子,即有一种未被饱和的键称为悬挂键，电子在悬挂键上的能态表面态，处在禁带中,起电子陷阱作用。实际半导体表面的悬挂键陷阱、构造缺陷、吸附和杂质扰动了半导体的正常共价键,从而形成表面态。体内电子被表面态捕获而在体内产生空穴，而表面原子得到一种稳定的八电子壳层带有负电荷,它与体内空穴形成双电层。1.论述半导体表面处的耗尽层和反型层并画出能带构造图表面态使表面层带有过剩电荷，因而在表面层下产生异种电荷
10、的汇集层,耗尽层，反型空间电荷层。内部n型表面层(空间电荷区)表面诸多负过剩电荷固定不动耗尽层表面层带有正过剩电荷：电子汇集在空间电荷层导电好形成汇集层导电更好（表面处）表面层带有负过剩电荷：电子向体内流动形成耗尽层（电子）表面处比内部更不易导电.表面层带诸多负过剩电荷：n型中的少数载流子空穴汇集在空间电荷层形成反型层。 论述反型异质结和同型异质结半导体与半导体的接触有两种形式:同质接触:同一种半导体单晶接触 异质接触：异种半导体单晶接触同质接触pn结异质接触 金属与型半导体接触时什么条件下形成整流接触？什么条件下形成欧姆接触? 金属与型半导体接触，当逸出功满足：当ms时，形成整流接触接触后半
11、导体界面层中的电子流向金属，该层中留下带正电的施主，使半导体导带上弯。金属内电子诸多，尽管半导体中的电子流向了金属,但这点电子数对金属来说增长不显然,犹如大杯水中增长一两滴水同样。因此,金属一侧没有空间电荷层，即没有电位差。所有电位变化都发生在半导体的界面层中,并具有整流性;在接触处形成结电容（阻挡层电容)是整流接触的特有状况，由于在这种接触的界面区，在半导体一边形成空间电荷层，该层形成结电容。当s时，形成欧姆接触接触后,自由电子从金属移向半导体,直到两者的费米能级相似为止。由于移入的电子在能量上尚达不到半导体的导带,因此不能形成负的空间电荷，而只构成半导体的表面电荷，成果在界面处形成很薄的双电层,半导体的导带不变，其界面区具有类金属的性质。在界面处没有位垒,而是形成了一种位谷。电子可以通过界面自由移动，成为欧姆接触。在外加电压时,电压所有降落在半导体内部，在相反两个方向上都是增大电流。
