問(wèn)題：

　　一、鍍膜技術(shù)可區分為哪幾類(lèi)?

　　可區分為：(1)真空蒸鍍(2)電鍍(3)化學(xué)反應(4)熱處理(5)物理或機械處理

　　二、常用的真空泵浦有哪幾種?適用的抽氣范圍為何?

　　真空泵浦可分：

　　(1)機械幫浦(2)擴散泵浦(3)渦輪泵浦(4)吸附泵浦(5)吸著(zhù)泵浦

　　真空泵浦抽氣范圍：

　　泵浦抽氣范圍

　　機械泵浦10-1~10-4毫巴

　　擴散泵浦10-3~10-6毫巴

　　渦輪泵浦10-3~10-9毫巴

　　吸附泵浦10-3~10-4毫巴

　　吸著(zhù)泵浦10-4~10-10毫巴

　　三、電漿技術(shù)在表面技術(shù)上的應用有哪些?

　　1)濺漿沉積：濺鍍是利用高速的離子撞擊固體靶材，使表面分子濺離并射到基材鍍成一層薄膜，濺射離子的起始動(dòng)能約在100eV。常用的電漿氣體為氬氣，質(zhì)量適當而且沒(méi)有化學(xué)反應。

　　(2)電漿輔助化沉積：氣相化學(xué)沉積的化學(xué)反應是在高溫基材上進(jìn)行，如此才能使氣體前置物獲得足夠的能量反應。

　　(3)電漿聚合：聚合物或塑料薄膜zui簡(jiǎn)單的披覆技術(shù)就是將其溶劑中，然后涂布于基板上。電漿聚合涂布法系將分子單體激發(fā)成電漿，經(jīng)化學(xué)反應后形成一致密的聚合體并披覆在基板上，由于基材受到電漿的撞擊，其附著(zhù)性也很強。

　　(4)電漿蝕刻：濕式堿性蝕刻，這是zui簡(jiǎn)單而且便宜的方法，它的缺點(diǎn)是堿性蝕刻具晶面方向性，而且會(huì )產(chǎn)生下蝕的問(wèn)題。

　　(5)電漿噴覆：在高溫下運轉的金屬組件須要有陶瓷物披覆，以防止高溫腐蝕的發(fā)生。

　　四、蒸鍍的加熱方式包括哪幾種?各具有何特點(diǎn)?

　　加熱方式分為：(1)電阻加熱(2)感應加熱(3)電子束加熱(4)雷射加熱(5)電弧加熱。

　　各具有的特點(diǎn)：

　　(1)電阻加熱：這是一種zui簡(jiǎn)單的加熱方法，設備便宜、操作容易是其優(yōu)點(diǎn)。

　　(2)感應加熱：加熱效率佳，升溫快速，并可加熱大容量。

　　(3)電子束加熱：這種加熱方法是把數千eV之高能量電子，經(jīng)磁場(chǎng)聚焦，直接撞擊蒸發(fā)物加熱，溫度可以高達30000C。而它的電子的來(lái)源有二：高溫金屬產(chǎn)生的熱電子，另一種電子的來(lái)源為中空陰較放電。

　　(4)雷射加熱：激光束可經(jīng)由光學(xué)聚焦在蒸鍍源上，產(chǎn)生局部瞬間高溫使其逃離。zui早使用的是脈沖紅寶雷射，而后發(fā)展出紫外線(xiàn)準分子雷射。紫外線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是每一光子的能量遠比紅外線(xiàn)高，因此準分子雷射的功率密度甚高，用以加熱蒸鍍的功能和電子束類(lèi)似。常被用來(lái)披覆成份復雜的化合物，鍍膜的品質(zhì)甚佳。

　　它和電子束加熱或濺射的過(guò)程有基本上的差異，準分子雷射脫離的是微細的顆粒，后者則是以分子形式脫離。

　　(5)電弧加熱：陰較電弧沉積的優(yōu)點(diǎn)為：

　　a、蒸鍍速率快，可達每秒1.0微米

　　b、基板不須加熱

　　c、可鍍高溫金屬及陶瓷化合物

　　d、鍍膜密高且附著(zhù)力佳

　　五、真空蒸鍍可應用在哪些產(chǎn)業(yè)？

　　主要產(chǎn)業(yè)大多應用于裝飾、光學(xué)、電性、機械及防蝕方面等，現就比較常見(jiàn)者分述如下：

　　(1)鏡片的抗反射鍍膜(MgO、MgF2、SiO2等)，鏡片置于半球支頂，一次可鍍上百片以上。

　　(2)金屬、合金或化合物鍍膜，應用于微電子當導線(xiàn)、電阻、光電功能等用途。_

　　(3)鍍鋁或鉭于絕緣物當電容之電較。

　　(4)特殊合金鍍膜MCrAlY具有耐熱性舒緩反應性，耐溫達1100OC，可應用須耐高溫環(huán)境的工件，如高速切削及成形加工、渦輪引擎葉片等。

　　(5)鍍金屬于玻璃板供建筑物之裝飾及防紫外線(xiàn)。

　　(6)離子蒸鍍鍍鋁，系以負高電壓加在被鍍件上，再把鋁加熱蒸發(fā)，其蒸氣經(jīng)由電子撞擊離子化，然后鍍到鋼板上。

　　(7)鍍鋁于膠膜，可供裝飾或標簽，且鍍膜具有金屬感等。zui大的用途就是包裝，可以防潮、防空氣等的滲入。

　　(8)機械零件或刀磨具鍍硬膜(TiC、TiN、Al2O3)這些超硬薄膜不但硬度高，可有效提高耐磨性，而且所需厚度剪小，能符合工件高精度化的要求。

　　(9)特殊合金薄片之制造。

　　(10)鍍多層膜于鋼板，改善其性能。

　　(11)鍍硅于CdS太陽(yáng)電池，可增加其效率。

　　(12)奈米粉末之制造，鍍于冷基板上，使其不附著(zhù)。

　　六、TiN氮化鈦鍍膜具有哪些特點(diǎn)?

　　有以下的優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)抗磨損

　　(2)具亮麗的外觀(guān)

　　(3)具安全性，可使用于外科及食品用具。

　　(4)具潤滑作用，可減少磨擦。

　　(5)具防蝕功能

　　(6)可承受高溫

　　七、CVD化學(xué)氣相沉積法反應步驟可區分為哪五個(gè)步驟？

　　(1)不同成份氣相前置反應物由主流氣體進(jìn)來(lái)，以擴散機制傳輸基板表面。理想狀況下，前置物在基板上的濃度是零，亦即在基板上立刻反應，實(shí)際上并非如此。

　　(2)前置反應物吸附在基板上，此時(shí)仍容許該前置物在基板上進(jìn)行有限程度的表面橫向移動(dòng)。

　　(3)前置物在基板上進(jìn)行化學(xué)反應，產(chǎn)生沉積物的化學(xué)分子，然后經(jīng)積聚成核、遷移、成長(cháng)等步驟，zui后聯(lián)合一連續的膜。

　　(4)把多余的前置物以及未成核的氣體生成物去吸附。

　　(5)被去吸附的氣體，以擴散機制傳輸到主流氣相，并經(jīng)傳送排出。

　　八、電漿輔助VCD系統具有何特色?

　　一般CVD均是在高溫的基板下產(chǎn)生沉積反應，如果以電漿激發(fā)氣體，即所謂的電漿輔助CVD(Plasma enhanced CVD簡(jiǎn)稱(chēng)PECVD)，則基板溫度可以大幅降低。然而一般薄層的光電鍍膜或次微米線(xiàn)條，相當脆弱，容易受到電漿離子撞擊的傷害，故PECVD并不適宜。

　　九、CVD制程具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)真空度要求不高，甚至不須真空，如熱噴覆。

　　(2)高沉積速率，APCVD可以達到1μm/min。

　　(3)相對于PVD，化學(xué)量論組成或合金的鍍膜比較容易達成。

　　(4)鍍膜的成份多樣化，包括金屬、非金屬、氧化物、氮化物、碳化物、半導體、光電材料、聚合物以及鉆石薄膜等。

　　(5)可以在復雜形狀的基材鍍膜，甚至滲入多孔的陶瓷。

　　(6)厚度的均勻性良好，LPCVD甚至可同時(shí)鍍數十芯片。

　　缺點(diǎn)：

　　(1)熱力學(xué)及化學(xué)反應機制不易了解或不甚了解。

　　(2)須在高溫度下進(jìn)行，有些基材不能承受，甚至和鍍膜起作用。

　　(3)反應氣體可能具腐蝕性、毒性或爆開(kāi)性，處理需格外小心。

　　(4)反應生成物可能殘余在鍍膜，成為雜質(zhì)。

　　(5)基材的遮蔽很難。

　　十、鉆石材料具有那些優(yōu)點(diǎn)?可應用在哪些產(chǎn)業(yè)上?

　　優(yōu)點(diǎn)：硬度高、耐磨性高、低熱脹率、散熱能力良好、防蝕能力加等等。

　　可應用在：聲學(xué)產(chǎn)品、消費產(chǎn)品、生醫產(chǎn)品、光學(xué)產(chǎn)品、超級磨料、航天產(chǎn)品、鉆石制造、化學(xué)產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、機械產(chǎn)品。

　　十一、鉆石薄膜通�？墒褂媚男┓椒▉�(lái)獲得?

　　近年來(lái)膜狀的鉆石合成技術(shù)突飛猛進(jìn)。鉆石膜的厚度，可自奈米至毫米。薄膜常以物理氣相沉積的方法生成。厚膜則多以化學(xué)氣相沉積的方法獲得。

　　十二、試說(shuō)明PVD法生長(cháng)鉆石薄膜之特性?

　　PVD沉積鉆石時(shí)除撞擊區的少數原子外，其它的碳原子乃在真空下，而且溫度很低，因此常被認為是低壓法。由于鉆石在低壓為介穩定狀態(tài)故PVD法乃被歸類(lèi)為介穩定生長(cháng)鉆石的方法。但在生長(cháng)鉆石的撞擊區碳原子所受的壓力及溫度都很高。由于高溫影響的區域有限，因此鉆石乃在非平衡狀態(tài)下長(cháng)出。在這種情況原子不易擴散，生出鉆石的原子排列只是短程有序，但長(cháng)程排列則含較多缺點(diǎn)，甚至也含大量雜質(zhì)，故稱(chēng)為類(lèi)鉆碳。以PVD法生長(cháng)鉆石或DLC因基材溫度很低，生長(cháng)速率緩慢，通常只沉積較薄的一層。由于膜較薄，可附在復雜的工件表面上。鍍DLC膜時(shí)因工件不受高溫影響，所以PVD沉積的DLC用途廣泛，可用為模具涂層及硬盤(pán)護膜等。若要生長(cháng)較厚的鉆石膜，原子必須擴散至晶格內的穩定位置，因此基材溫度要提高，但也不能高到使生出的鉆石轉化成石墨。

　　十三、試說(shuō)明CVD法生長(cháng)鉆石薄膜之特性?

　　為使CVD的鉆石生長(cháng)順利，碳源常用已具鉆石結構的甲烷。甲烷可視為以氫壓出的單原子鉆石。所以故煮飯時(shí)的煤氣含大量懸浮的單原子鉆石或DLC。甲烷分解時(shí)若氫原子可在附近若即若離的伴隨，沉積出的碳可維持鉆石的結構，并接合在鉆石膜上而不同再轉化成石墨。

　　十四、使用CVD法成長(cháng)鉆石薄膜，氫元素和碳元素的濃度有何重要性?

　　CVD生長(cháng)鉆石膜的瓶頸乃在避免碳氫化物形成石墨，因此氫原子應比碳源多很多。碳源濃度決定了鉆石膜的生長(cháng)速率，但碳源太高時(shí)氫原子會(huì )來(lái)不及維護鉆石結構而使分解出的碳變成石墨。因此碳源太濃反而會(huì )降低轉化成鉆石的比率。碳源的濃度和溫度決定了鉆石隨方向生長(cháng)速率的差異，因此也決定了鉆石的晶形。氫原子的濃度不僅決定了鉆石膜是否能成長(cháng)，也決定了鉆石膜的質(zhì)量。氫原子產(chǎn)生的比率不太受氣體，但和溫度有直接關(guān)聯(lián)。隨著(zhù)熱源溫度的降低及距離的加大，氫原子的濃度也會(huì )急遽下降。

　　十五、何為化學(xué)氣相蒸鍍(CVD)？主要的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？

　　化學(xué)氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體，在一加熱的固體基材上發(fā)生化學(xué)反應，并鍍上一層固態(tài)薄膜。

　　優(yōu)點(diǎn):

　　(1)真空度要求不高，甚至可以不需要真空，例如熱噴覆

　　(2)沉積速率快，大氣CVD可以達到1μm/min

　　(3)與PVD比較的話(huà)�；瘜W(xué)量論組成或合金的鍍膜較容易達成

　　(4)鍍膜的成份多樣化，如金屬、非金屬、半導體、光電材料、鉆石薄膜等等

　　(5)可以在復雜形狀的基材鍍膜，甚至滲入多孔的陶瓷

　　(6)厚度的均勻性良好，低壓CVD甚至可以同時(shí)鍍數十芯片

　　缺點(diǎn):

　　(1)熱力學(xué)及化學(xué)反應機制不易了解或不甚了解

　　(2)需要在高溫下進(jìn)行，有些基材不能承受，甚至和鍍膜產(chǎn)生作用

　　(3)反應氣體可能具腐蝕性、毒性或爆開(kāi)性，處理時(shí)需小心

　　(4)反應生成物可能殘余在鍍膜上，成為雜質(zhì)

　　(5)基材的遮蔽很難

　　十六、良好的薄膜須具備那些特性?影響的因素有那些?

　　通俗的定義為在正常狀況下，其應用功能不會(huì )失效。想要達到這個(gè)目的，一般而言這層薄膜必須具有堅牢的附著(zhù)力、很低的內應力、小孔密度很少、夠強的機械性能、均勻的膜厚、以及足夠的抗化學(xué)侵蝕性。薄膜的特性主要受到沉積過(guò)程、成膜條件、接口層的形成和基材的影響，隨后的熱處理亦扮演重要角色。

　　十七、沉積的薄膜有內應力的存在，其來(lái)源為何?

　　(1)薄膜和基材之間的晶格失配

　　(2)薄膜和基材之間的熱膨脹系數差異

　　(3)晶界之間的互擠

　　十八、薄膜要有良好的附著(zhù)力，必須具有哪些基本特性?

　　(1)接口層原子之間須有強的化學(xué)鍵結，zui好是有化合物的形成或化學(xué)吸附，理吸附是不夠的

　　(2)低的殘存應力，這可能導因于鍍膜和基材晶格或熱膨脹系數的失配，也可能是薄膜本身存有雜質(zhì)或不良結構

　　(3)沒(méi)有容易變形的表結構，如斷層結構，具農業(yè)生產(chǎn)體系械粗糙的表面是可以減低問(wèn)題的惡化

　　(4)沒(méi)有長(cháng)期變質(zhì)的問(wèn)題，鍍膜曝露在大氣等的外在環(huán)境，如果本身沒(méi)生氧化等化學(xué)反應，則鍍膜自然失去其功能

　　十九、膜厚的量測方法有哪些?

　　大致上可分為原位量測、離位量測兩類(lèi)

　　原位星測系指鍍膜進(jìn)行中量測，普遍使用在物理氣相沉積，如微天平、光學(xué)、電阻量測。

　　離位量測系指鍍膜完成后量測，對電鍍膜的行使較為普遍，具有了解電鍍效率的目的，如質(zhì)量、剖面計、掃描式電子顯微鏡。

　　二十、何為物理蒸鍍?試簡(jiǎn)述其步驟?

　　物理蒸鍍就是把物質(zhì)加熱揮發(fā)，然后將其蒸氣沉積在預定的基材上。由于蒸發(fā)源須加熱揮發(fā)，又是在真空中進(jìn)行，故亦稱(chēng)為熱蒸鍍或真空蒸鍍。

　　其可分為三個(gè)步驟

　　(1)凝態(tài)的物質(zhì)被加熱揮發(fā)成汽相

　　(2)蒸汽在具空中移動(dòng)一段距離至基材

　　(3)蒸汽在基材上冷卻凝結成薄膜