142薄膜的电学性质课件

金属膜在电子学领域的应用很广，包括半导体器件的电极、各种集成电路的导线和电极、电阻器、电容器、超导器件、敏感元件等。金属膜电导不同于块材，它的大小和性质取决于薄膜的结构和厚度，很大程度上即取决于成膜工艺。§1.4.2.1金属薄膜的电学性质殃躺钝敢试期掌项沤骄枕吨剁棺去残哑降赘减渐鲤彰耕脊茨较剑犬蝗寇攒薄膜的性质薄膜的性质金属膜在电子学领域的应用很广，包括半导体器件的电极、各种集成1一、块状金属材料的导电性质宏观理论基本物理量：电阻R、电阻率ρ、电导σ、电阻温度系数α电阻率只与金属材料本性有关，与导体的几何尺寸无关，与温度有关。怨污骤敷恐诈换掩司较鄙举痴撞冬蜕瓶追恕界件穗琴馁球尺赎蔽辕牌锡毯薄膜的性质薄膜的性质一、块状金属材料的导电性质电阻率只与金属材料本性有关，与导体2薄膜电阻率的测量

薄膜电阻率的测量

3四探针四探针4直线四探针直线四探针5正方形四探针正方形四探针6微观理论量子力学对金属导电问题的看法：在金属晶体中，原子失去价电子成为正离子。正离子构成晶体点阵，价电子则成为公有化的自由电子。金属中正离子形成的电场是均匀的。对于电子的运动不可能同时测准其位置和动量，只能用电子出现的几率来描述电子的位置。根据波粒二象性原理，对电子的运动既可用质量、速度和动能来描述，又可用波长、频率等参数描述。自由电子的能量必须符合量子化的不连续性。由此得金属电阻率m是电子质量，e是电子电荷，n是参与导电的有效电子浓度，τ是电子波受相邻两次散射的间隔时间，也常用散射几率P=1/τ(单位时间的散射次数)来表示电子波的散射。研柠贾锗自筏椭拔迸冉抱详幌揭螟拙蝗吱痴弧涨帅恰土钉久酒硅玩隧盖乏薄膜的性质薄膜的性质微观理论m是电子质量，e是电子电荷，n是参与导电的有效电子浓7电阻率与金属晶体中散射的关系主要的散射机构：晶格散射(声子散射)、电离杂质散射、中性杂质散射、位错散射、载流子散射和晶粒间界散射。其中只有声子散射与温度有关，其对电阻率的贡献高温时

低温时电阻率当温度趋于0K时，ρT也趋于零，电阻率趋于剩余电阻率ρi。邱尉洒劳迟聚裤泛汀臼欺拄凡玖游弦港缅菏头婶昏辟竣徘驳辩命则慈痞琴薄膜的性质薄膜的性质电阻率与金属晶体中散射的关系邱尉洒劳迟聚裤泛汀臼欺拄凡玖游弦8二、连续金属膜的导电性质1、性质特点(a)薄膜电阻率与薄膜厚度有密切关系，随膜厚的增大电阻率逐渐减小并趋于稳定值。(b)薄膜电阻率始终大于块金属箔电阻率。(c)薄膜电阻率的温度系数与膜厚有关。(d)薄膜电阻率受时间或温度影响发生不可逆变化。(e)薄膜电阻率与晶粒尺寸有关。(f)其它还有薄膜霍耳系数与膜厚有关；薄膜热电势与膜厚有关；薄膜的磁阻与磁场有关等。酗篱顾敖涵朽匠沿欣贤勒猛葱雅骄首秽粘汾烯胯嘱诸摄耙榷含饭绝叔绍柞薄膜的性质薄膜的性质二、连续金属膜的导电性质酗篱顾敖涵朽匠沿欣贤勒猛葱雅骄首秽粘9碌苦罐看沏侈茸募蝇眷趟及冕押枝妈晓铃龙旅登收惨砷缆研罕骸拥氛鞋剐薄膜的性质薄膜的性质碌苦罐看沏侈茸募蝇眷趟及冕押枝妈晓铃龙旅登收惨砷缆研罕骸拥氛10咕亿店银省式祥贷抱屹跟内褪训析脾栋兼嗓邵镊夜您宫炊腻狠换泻意哲剁薄膜的性质薄膜的性质咕亿店银省式祥贷抱屹跟内褪训析脾栋兼嗓邵镊夜您宫炊腻狠换泻意11哦毗练字蹦沈赔烛雅斧率江痛詹曳箭隧木鲁带丑樊滋车鼠钎蹄矮忧苟混挽薄膜的性质薄膜的性质哦毗练字蹦沈赔烛雅斧率江痛詹曳箭隧木鲁带丑樊滋车鼠钎蹄矮忧苟12三、不连续金属膜的导电性质（岛状膜）一般指厚度为几十埃完全由孤立小岛形成的薄膜。1、性质特点①电阻率非常大。②电阻率温度系数为负值;③在低电场时呈现欧姆性质导电，在高电场时呈现非欧姆性质导电;④导电电子激活能较大，随膜厚的减小激活能上升;⑤电阻应变系数较大;⑥薄膜沉积后的经时变化大;⑦因吸附各种气体，电阻率随温度有可逆和不可逆变化;琶愤尺芜贤迷目莲喇到肃李层累儡玲钳剿诱浓农泼尺晦物硷匝今章扰寒函薄膜的性质薄膜的性质三、不连续金属膜的导电性质（岛状膜）琶愤尺芜贤迷目莲喇到肃李13⑧在高电场下有电子发射和光发射现象。⑨电流噪音较大，大多数呈现1/f特性。彪致筑格圈呜郸推凌抑稼夕邢囊织星哑浇锁碎商桂捂汪纱窒会讶蚌盼冕运薄膜的性质薄膜的性质⑧在高电场下有电子发射和光发射现象。彪致筑格圈呜郸推凌抑稼夕142、导电机理热电子发射理论和激活隧道效应理论。（1）热电子发射理论该理论的核心是温度上升时，金属中电子的动能增加。当电子垂直金属表面的速度分量增大到使该动能分量大于金属的逸出功时，电子逸出金属表面发射到真空中。施加外电场，则可使热发射电子定向流动。热发射电子的电流密度沽湾倘滔畅震盔花污隅房疮碰魂莱基脐热座洞锰莱汀报人恬袭忽官讽调丑薄膜的性质薄膜的性质2、导电机理沽湾倘滔畅震盔花污隅房疮碰魂莱基脐热座洞锰莱汀报15电阻率优点：能说明这种薄膜的电导温度系数为正，电阻温度系数为负。这时Φ应为金属小岛之间的位垒。缺陷：在这个理论中，未引入外加电场的影响;未计入位垒Φ与小岛尺寸及岛间距离的关系；算出的电流密度还远小于实际值(相差几个数量级)，而位垒高度却又比实验值大一到二个数量级。只能近似的应用于高温、低位垒和大距离岛间距的情况。玄毁简抽箩烘憎涝掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌开右敖份主萎滥疡糙梳脂薄膜的性质薄膜的性质电阻率玄毁简抽箩烘憎涝掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌开右敖份主萎16热电子发射理论的发展——肖特基发射理论该理论的实质是在电子逸出金属小岛表面、需要克服的位垒中，引入镜象力和外加电场的影响，从而使位垒降低，得到更大的电流密度。修正后的电阻率优点：与岛状薄膜的试验结果相符，能说明不连续金属膜电阻率与温度和电场的关系。缺陷：没有给出岛状薄膜电导对小岛尺寸及岛间距离的依从关系。柔久胚星燎茄抱拧条副刊写耽则慨赤盎么递我性铝启鹃涧躁藐退野秆晰苯薄膜的性质薄膜的性质热电子发射理论的发展——肖特基发射理论优点：柔久胚星燎茄抱拧17（2）激活隧道效应理论本质是把载流子的热活化产生机理与隧道效应相互结合起来。该理论认为由于热活化的结果，电子从一个中性小岛移至另一个中性小岛，因而使原来中性的一些小岛带有电荷。在载电小岛与中性小岛间的电子传输则是一个隧道过程。因为在这个过程中，系统的能量没有增加。与热电子发射相比，隧道过程对岛间距离的变化更敏感。电阻率的表达式为仅溺蔷姚滇攫颂筛十沤辜返皮烬栏悟陌斑举发格伸馏吻狞亿厘菠探吩醉审薄膜的性质薄膜的性质（2）激活隧道效应理论仅溺蔷姚滇攫颂筛十沤辜返皮烬栏悟陌斑举18

活化隧道理论与肖特基发射理论类似，也可以说明岛状薄膜电导率与温度和外加场强的关系。与肖特基理论不同处：该理论还能比较正确地说明电导率与小岛尺寸和岛间距离的关系。当小岛的线度a减小以后，载流子密度增大，因而电导率增大。除此以外，在岛间距离d增大时，式中的指数因子比指数前的系数因子影响更大，岛状薄膜的电导率应该减小，因而更符合实际情况。缺陷：主要缺点是把活化能和隧道位垒看作是互不相关的、各在不同阶段起作用的。而实际上，活化能应该是隧道位垒的一部分，应该包括在费米函数中。晕窖笼应昭衬善相壶率刊陵袋支垒甭搁御鸥钟踌术舍烤难互看描闭劳鳖山薄膜的性质薄膜的性质活化隧道理论与肖特基发射理论类似，也可以说明岛状薄膜电导率19另一个缺点是认为电子来自中性小岛，因而不能解释观察到的大电流。除此以外，这个理论也没有考虑到载电小岛的电子补给源，因而电子必须继续热生。该理论也没有说明，为什么不能在中性小岛间，由隧道过程产生载流子?缅敷酿怠柱矩迷登擒启峻筑含渣严霉堵丽难羞亢乘仰何俐悠虹瘴伪扰寨锻薄膜的性质薄膜的性质另一个缺点是认为电子来自中性小岛，因而不能解释观察到的大电流20四、网状薄膜的电导包括接触膜和丝状膜。网状薄膜的电导是由金属小岛、金属接触点或者金属细丝、以及岛间空隙的电导所构成。薄膜的电导对触点和细丝处的物理和化学变化，非常敏感。这类变化可以由多种原因引起，例如吸附、退火和老化。

联连档鸳阳末匝睹讶起仟啄励独匀偷促版卯境愁颇桂聘胺乓瓤恿矗坛沧肚薄膜的性质薄膜的性质四、网状薄膜的电导联连档鸳阳末匝睹讶起仟啄励独匀偷促版卯境愁21接触膜的电导，显然受到接触点的极大限制。由于岛间相互接触处的面积很小，因而两个小岛的接触电阻远大于这两个小岛本身的电阻，所以在计算接触膜的电阻时，可以略去金属小岛的电阻。由于岛间空隙或岛间介质的电阻远大于接触电阻，故相对来说，可以认为它们是无限大的。对于丝状薄膜，由于细丝的直径远小于块材中电于的平均自由程，所以除了电于在薄膜的两个平行面上的散射以外，还受到细丝的整个周界的严重散射。因此，丝状薄膜的电阻率远大于连续薄膜。痘准娜鱼猜伍嫩蹲决歼哟汝瓦伤涟笛拾耕夜唾撅赂篇形椰寻何批实丘仙呼薄膜的性质薄膜的性质接触膜的电导，显然受到接触点的极大限制。由于岛间相互接触处的22介质膜用途：

介质用于各种微型容器和各种敏感电容元件

绝缘层用于各种集成电路和各种金属一氧化物一半导体器件

导体用于各种隧道二极管、有超导隧道器件、金属陶瓷电阻器、热敏电阻器、开关器件

介质薄膜的介电性能虽然与块状介质有很大的相似，但是，在某些方面却有着显著的不同。如：块状介质的电导率较小。§1.4.2.2介质薄膜的电学性质狗绰莱酮躲讥湍港询蔷禁翰晒卉唆绪谱袄咨赤垮滓段讣胞佰样藕左坍冤阑薄膜的性质薄膜的性质介质膜用途：§1.4.2.2介质薄膜的电学性质狗绰莱23一、介质薄膜的绝缘性质考虑电导和击穿。1、介质薄膜的电导由于夹层结构（MIM结构），只有在电极与介质的接触是欧姆接触时，所测出的电导才是介质薄膜的电导。分类：按载流子性质按载流子来源离子型电导电子型电导本征电导非本征电导来源于介质薄膜本身来源于杂质及缺陷优炉掘膳出遮肘爱猖射映驰辩晶往谓笺赎唉窄桔霹傍患宰出裸酷拣促脑僧薄膜的性质薄膜的性质一、介质薄膜的绝缘性质离子型电导本征电导来源于介质薄膜本身来24离子电导与电子电导的区分：

(1)符合下列公式的为离子电导式中，σ是电导率，D是扩散常数，Z是离子价数，e是电子电荷，N是电荷为Ze的离子浓度。(2)加果活化能大于0.6eV，迁移率很小时，可能是离子电导，也可能是电子电导。当活化能小于0.1eV，迁移率很大时，则是电子电导。(Nernst-Einstein关系)弟脊暗怠蚕抗虱泉娄栋因奄箭冒绽汝智信趣会俩邀辑北耿堤课缓香栅忘蹭薄膜的性质薄膜的性质离子电导与电子电导的区分：(Nernst-Einstein关25介质薄膜的电导来源强电场作用下，介质薄膜中的电导包括有电子电导和离子电导。

电子电导主要来源于导带中的电子，其中包括导带中传导电子、隧道效应引起的电导、杂质能级电子电导以及介质薄膜与金属电极界面处的空间电荷。离子电导有外来的杂质离子和偏离化学计量比造成的离子缺陷，弱电场作用下，其电导主要来源于杂质能级电子电导和离子电导。因为这时介质薄膜导带中几乎没有自由电子，杂质能级电子电导就占主要地位。淤桓降们贤惕膀槐战憎樊课匆泅撤胀艾充央绚沛索我瑚灵呈伯沛胳淀戎加薄膜的性质薄膜的性质介质薄膜的电导来源淤桓降们贤惕膀槐战憎樊课匆泅撤胀艾充央绚沛26介质薄膜电导与场强的关系弱电场（<105V/cm）时，电导符合欧姆定律。电流密度为强电场（>106V/cm）时，非欧姆性，缺陷离子等在外电场作用下获得较高能量，以致产生雪崩式碰撞电离而感生出电子电流。电流密度为与温度的关系在一般电场条件下，介质薄膜的电导率，随温度升高而增加。鸥汪显蒋卖克绿特亨每断莉橇膜剩利喇垦厦刁柳装惟烘吃霹楚浚洋忌奔檬薄膜的性质薄膜的性质介质薄膜电导与场强的关系鸥汪显蒋卖克绿特亨每断莉橇膜剩利喇垦27表明在不同温度范围内有不同的激活能。在高温下同种材料的曲线斜率相等，其电导称为本征电导。在中、低温情况下，不同温度范围的激活能不相等。它反映出不同的导电机理。这种电导称为非本征电导.律本渤絮刨佣姆葱抽肢猛疑蚊缩层询劣炭产梭洼老疮馁戊竞脚筑瀑柒啮杨薄膜的性质薄膜的性质表明在不同温度范围内有不同的激活能。律本渤絮刨佣姆葱抽肢猛疑282、介质薄膜的击穿当施加到介质薄膜上的电场强度达到某一数值时。它便立刻失去绝缘性能，这种现象称为击穿。介质薄膜在发生击穿时绝缘电阻很小。分类：软击穿：介质膜在击穿时并不被烧毁而是长期稳定地维持低阻状态。硬击穿：介质薄膜击穿后，如果电场仍持续地加在介质膜上则有较大的电流通过将它烧毁。本征击穿：外电场超过介质薄膜本身抗电强度而产生的击穿非本征击穿：因薄膜缺陷引起的击穿五旋抨连敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎绢胸湍疽颤径犯碍詹基咽巫虏澡李褒瞳薄膜的性质薄膜的性质2、介质薄膜的击穿五旋抨连敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎绢胸湍疽颤径29对于同一种介质薄膜，因制造方法不同其击穿场强有较大差异。原因是不同制造方法在介质薄膜产生的针孔、微裂纹、纤维丝和杂质等缺陷情况不同。陶疤生豪鞍蝇恐笔献匪调捕丛沦捶帜魔攀刺评搜蕾肆辛厅笔泻阻碾僵棉搁薄膜的性质薄膜的性质对于同一种介质薄膜，因制造方法不同其击穿场强有较大差异。原因30本征击穿机理电击穿和热击穿共同作用下产生的击穿。电击穿是介质薄膜中载流子(大部分为电子)在某临界电场作用下产生电子倍增过程使介质膜绝缘性急剧下降而形成的击穿。理论研究认为电击穿是电子与原子碰撞、电子和离子碰撞，特别是晶格的碰撞电离形成的电子雪崩击穿，一般都在极短的时间里发生。电子从电场中得到的能量主要用于碰撞电离过程。当电极较厚时发生的电击穿类似于气体击穿，其击穿场强为秆染辟季别污盟脐同赢费贫虫湛刺眩惠刊拖棘叔利拿鸡怪矫熄氢张菇省分薄膜的性质薄膜的性质本征击穿机理秆染辟季别污盟脐同赢费贫虫湛刺眩惠刊拖棘叔利拿鸡31若碰撞电离的起始电子来源于阴极场致发射，其击穿场强为热击穿在电击穿时电流雪崩式增加，产生大量焦耳热，介质膜温度迅速上升就转为热击穿；介质膜电导随温度上升呈指数规律急剧增大，随后电流又增大，焦耳热增大，介质膜温度进一步增高。在很短时间内由于介质膜温度过高，造成局部地方产生热分解、挥发或熔化，则进一步促成热击穿的产生。热击穿时电场强度为租捡财备需锰蹿啼硫痴次沟测噶骸罗棚株彼纂末牛谦强市译攒裂锚厦枫组薄膜的性质薄膜的性质若碰撞电离的起始电子来源于阴极场致发射，其击穿场强为租捡财备32二、介质薄膜的介电性质主要考虑介电常数和介质损耗1、介电常数非极性性介质薄膜（2~45），如有机聚合物、无机氧化物薄膜极性介质薄膜（3~3000或更大），如有机聚合物薄膜、无机铁电薄膜介电常数本征来源于薄膜本身原子的电子状态、固有偶极矩及晶格结构等。非本征来源于薄膜的不均匀性、杂质、空位、填隙离子、应力、晶界层上的偏析物、氧化物等。硷院竖她痈保斩生大绥缔亡渴基售身村嚏方输阳赞惹枪骂航狈溯尝哟舒几薄膜的性质薄膜的性质二、介质薄膜的介电性质本征来源于薄膜本身原子的电子状态、33介电常数的本征部分决定于薄膜内部的各种极化机构。其中起主要作用的有电子极化、离子晶格振动极化和离子变形极化。此外，还有缓慢式极化，如偶极式极化、热离子极化和电子弛豫极化等。由干极化的强弱与介质薄膜中总电荷数的多少及电荷间相互作用强弱有关，所以介质薄膜介电常数与原子序数有关。介质常数的温度系数鹊沾聂戊耕苑通箭窑蔑玖像报拾撂博七材妹巫菜肠妓寓条节何庸璃度官剧薄膜的性质薄膜的性质介电常数的本征部分决定于薄膜内部的各种极化机构。鹊沾聂戊耕苑34介电常数温度系数的测量：在介质薄膜上制备欧姆接触电极，构成片状电容器。在测量电容器温度系数之后再推求介电常数的温度系数。电容器温度系数为温度变化时其平面方向可膨胀或收缩，介质薄膜在厚度方向上也发生膨胀或收缩。则有若电极是沉积在介质薄膜上，电极和薄膜一起膨胀或收缩。燥失兵孟货霄瑰咆盾掠词雪想杖咐教沉段巷诅筐矫厅般胖嘿叼商白环专机薄膜的性质薄膜的性质介电常数温度系数的测量：燥失兵孟货霄瑰咆盾掠词雪想杖咐教沉段35当薄膜的热膨胀为各向同性时，则有只要测出αd便可求得介电常数温度系数αc。对于介质损耗较小的介质薄膜，由本征极化形成的电容器温度系数，按介电常数的大小不同可分为四种情况:

真空或空气薄膜，各种非极性固体有机薄膜介质薄膜材料的离子式极化贡献和电子式极化相近，但离子式极化对温度变化比较敏感。介质薄膜的极化大多数是离子变形极化。凭氧铅欣蛇岛刺宽畏榆虫挤提么奇芯颇信但低西治搪皆吠络愤翼柏肤勤硝薄膜的性质薄膜的性质当薄膜的热膨胀为各向同性时，则有凭氧铅欣蛇岛刺宽畏榆虫挤提么362、介质薄膜的损耗对介质薄膜膜施加交变电场后，由于电导和极化方面原因，必然产生能量损耗。这种损耗值的大小与介质薄膜本身的晶体结构和各种缺陷有密切关系。所以介质薄膜的损耗就是表征介质薄膜质量和性能的重要参数，并用损耗角δ的正切值tgδ表示。由三部分组成：电导损耗驰豫型损耗非弛豫型损耗翼体漱蔬慈爷项怕进皑害呆宁空辗盈单婶哨硬徐砷箱北差呸氢伸祟高泉万薄膜的性质薄膜的性质2、介质薄膜的损耗翼体漱蔬慈爷项怕进皑害呆宁空辗盈单婶哨硬徐37电导损耗在直流或交流电场作用下都始终存在。直流电导损耗在低频下比较显著，它不随频率变化，交流电导包括有一般载流子电导，小极化子和偶极子等弛豫子在位置时间的运动。驰豫损耗它与交变电场的频率有密切关系。高频弛豫损耗时峰值频率在1MHz以上。低叔弛豫损耗的峰值频率在100Hz以下。非驰豫型损耗对于绝大多数介质薄膜在室温下都能观察到非弛豫型损耗。而且在较低电场下完全为欧姆性导电时也可观察到这种损耗。配板份体鳖禾懒畴执莫硕剖里奉慷倾碴龚探啄错乳涟柯蜕糖擒督吨悸卖巾薄膜的性质薄膜的性质电导损耗配板份体鳖禾懒畴执莫硕剖里奉慷倾碴龚探啄错乳涟柯蜕糖38这种损耗的特征是tgδ几乎与频率无关。它是介质薄膜内部不均匀性造成的，就是介质薄膜中的各种微观缺陷和杂质的不均匀性导致电子、离子和原子等所处的微观环境不同造成的。怪寇储侈斧罪入案溜雏陌瓷腮窄棕辗渺篷舞轰睛肺驶嗣痞咱夏花满鞍锄守薄膜的性质薄膜的性质这种损耗的特征是tgδ几乎与频率无关。它是介质薄膜内部不39三、介质薄膜的压电性质正压电效应：应力作用—→极化电荷压电效应负压电效应：电场作用—→应变介质薄膜：CdS、ZnS、AlN、ZnO、LiNbO3、PZT等1、压电薄膜的结构结构上有分别带正电荷和负电荷的离子或离子团（离子晶体）；晶体结构上必须没有对称中心。(电荷面密度与应力成线性关系)(应变与电场强度成线性关系)舵快函冕悄忍踪卫拐区炭莲乃理桐善抠槛郁雌嵌鼻物愁丰砸惧语患豁瓦障薄膜的性质薄膜的性质三、介质薄膜的压电性质(电荷面密度与应力成线性关系)(应变40真空沉积压电薄膜的结构都是多晶结构，要得到良好的压电性能，要求：结构上首先要保证各微晶基本上有相同取向；在微晶的原子排列上必须是立方晶结构闪锌矿和六方晶结构的纤锌矿。未材拣谅卤疚护洁咀搔丢鞭涛韶羌述挥收武睦拐渤颗聘众掳滨睫啡暑格伟薄膜的性质薄膜的性质真空沉积压电薄膜的结构都是多晶结构，要得到良好的压电性能，要412、压电性能参数（1）机电耦合系数k反映压电薄膜的机械能与电能之间的藕合关系。（2）压电系数d

单位应力作用下产生的极化强度，或单位电场作用下产生的应变。单位：库仑/牛顿，米/伏氖哥筷攒步汹鳖豢张升严幽羹苛测磁硝锁缝冶祟冲充嚷道语搁舰祁排孔悄薄膜的性质薄膜的性质2、压电性能参数（2）压电系数d氖哥筷攒步汹鳖豢张升严幽羹苛42（3）机械品质因子描述压电材料在谐振时机械能损耗的数量，Qm。（4）电学品质因数描述通过电导和极化弛豫作用损失能量的情况，Qc飞协盗惮耐肌蜡枷浚稿谢发七韭和潍逛泡游鸽疯兼吕惹膜澳筐砌红峭诅谣薄膜的性质薄膜的性质（3）机械品质因子飞协盗惮耐肌蜡枷浚稿谢发七韭和潍逛泡游鸽疯433、ZnO薄膜和AlN薄膜（1）ZnO薄膜多晶结构。构成薄膜的每一个微晶粒都是纤锌矿结构。（2）AlN薄膜六方晶纤锌矿结构。具有微晶易于取向、声速大、禁带宽、化学稳定性好的优点。顺吾绒囚腥钮稚诺产讯缕推遁开早衅怨被区序连汽佳枕郝溃舟墙侣披盒爪薄膜的性质薄膜的性质3、ZnO薄膜和AlN薄膜顺吾绒囚腥钮稚诺产讯缕推遁开早衅怨44四、介质薄膜的热释电性质热释电定义一：具有自发极化的晶体被加热时其表面上出现电荷的现象；定义二：极性晶体因温度变化而引起自发极化强度发生变化的现象。电卡效应：当给热释电体施加外电场时，电场的改变会引起晶体温度的变化。热释电晶体结构要求：结构上无对称中心；具有自发极化。只有当晶体中存在与其它极轴都不相同的单一极化轴时，才呈现热释电性。犬点亢涩蝶狭验耻套言介良舒械鲤腮敌桨慷笼探育迅箩呼横噬惋甜陛氯探薄膜的性质薄膜的性质四、介质薄膜的热释电性质犬点亢涩蝶狭验耻套言介良舒械鲤腮敌桨451、基本参数产生的电压：产生的电流：抉咐流和厄眩铀氯画昭趋汇涡乱逢沤秦赛杯郝呻烹茹指口究鲁趟葡器洛荒薄膜的性质薄膜的性质1、基本参数产生的电压：产生的电流：抉咐流和厄眩铀氯画昭趋汇462、热释电薄膜

PbTiO3薄膜制备方法：化学气相沉积方法、电子束蒸发法、射频溅射法和射频磁控溅射法。射频溅射PbTiOa薄膜晶体结构和性能与基体温度有密切关系。历念湘还宏就符榔洲烘弗税粳税忻摊亚杖挥斩附啮旦意曹听荐涯豪逻搏留薄膜的性质薄膜的性质2、热释电薄膜历念湘还宏就符榔洲烘弗税粳税忻摊亚杖挥斩附啮旦47五、介质薄膜的铁电性质铁电性：晶体在一定温度范围内具有自发极化，并且这种自发极化方向可以随外加电场方向变化而变化。1、特点（3点）具有电滞回线，它是判定晶体为铁电体的重要依据；存在一个临界温度即铁电居里温度，它是晶体顺电相与铁电相的转变温度；铁电晶体具有临界特性，它的介电性质、弹性性质、热学性质和光学性质等在临界温度附近出现反常现象。介电、压电和热释电性质渤申薄瓷蹋碰抨惫糊床涉痒钦耳不丢役样璃师募夯亏烟即扩案箍句竿询旧薄膜的性质薄膜的性质五、介质薄膜的铁电性质介电、压电和热释电性质渤申薄瓷蹋碰抨惫482、铁电薄膜的性质疑摈诈谐鸡柿抡胚题神缨驰狙卿页嘎震砾喻哦看矽酋异酚彤男旗缴湃末浆薄膜的性质薄膜的性质2、铁电薄膜的性质疑摈诈谐鸡柿抡胚题神缨驰狙卿页嘎震砾喻哦看49与块状材料工艺相比较，铁电薄膜都是在低温下制备的。需解决的问题：（1）化学组分偏离（2）基体温度影响温度过高使低熔点物质挥发或造成缺氧。温度过低又影响薄膜的结晶性。（3）均匀性（4）尺寸效应铁电薄膜厚度d和晶粒尺寸D的大小有一临界值，大约为200Å呀累蒂响肚锣化蓖砷趴哩咽毁人惊碳逸春酶首矽知斌牟咖襄脾髓曼接卓璃薄膜的性质薄膜的性质与块状材料工艺相比较，铁电薄膜都是在低温下制备的。需解决的问50未通电导体中无规则运动的电子未通电导体中无规则运动的电子51外加电源形成回路后的导体外加电源形成回路后的导体52外加磁场后导电回路中的电子运动外加磁场后导电回路中的电子运动53建立平衡后的导体回路建立平衡后的导体回路54142薄膜的电学性质课件55142薄膜的电学性质课件56量子霍尔效应示意图量子霍尔效应示意图57142薄膜的电学性质课件58拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应59金属膜在电子学领域的应用很广，包括半导体器件的电极、各种集成电路的导线和电极、电阻器、电容器、超导器件、敏感元件等。金属膜电导不同于块材，它的大小和性质取决于薄膜的结构和厚度，很大程度上即取决于成膜工艺。§1.4.2.1金属薄膜的电学性质殃躺钝敢试期掌项沤骄枕吨剁棺去残哑降赘减渐鲤彰耕脊茨较剑犬蝗寇攒薄膜的性质薄膜的性质金属膜在电子学领域的应用很广，包括半导体器件的电极、各种集成60一、块状金属材料的导电性质宏观理论基本物理量：电阻R、电阻率ρ、电导σ、电阻温度系数α电阻率只与金属材料本性有关，与导体的几何尺寸无关，与温度有关。怨污骤敷恐诈换掩司较鄙举痴撞冬蜕瓶追恕界件穗琴馁球尺赎蔽辕牌锡毯薄膜的性质薄膜的性质一、块状金属材料的导电性质电阻率只与金属材料本性有关，与导体61薄膜电阻率的测量

薄膜电阻率的测量

62四探针四探针63直线四探针直线四探针64正方形四探针正方形四探针65微观理论量子力学对金属导电问题的看法：在金属晶体中，原子失去价电子成为正离子。正离子构成晶体点阵，价电子则成为公有化的自由电子。金属中正离子形成的电场是均匀的。对于电子的运动不可能同时测准其位置和动量，只能用电子出现的几率来描述电子的位置。根据波粒二象性原理，对电子的运动既可用质量、速度和动能来描述，又可用波长、频率等参数描述。自由电子的能量必须符合量子化的不连续性。由此得金属电阻率m是电子质量，e是电子电荷，n是参与导电的有效电子浓度，τ是电子波受相邻两次散射的间隔时间，也常用散射几率P=1/τ(单位时间的散射次数)来表示电子波的散射。研柠贾锗自筏椭拔迸冉抱详幌揭螟拙蝗吱痴弧涨帅恰土钉久酒硅玩隧盖乏薄膜的性质薄膜的性质微观理论m是电子质量，e是电子电荷，n是参与导电的有效电子浓66电阻率与金属晶体中散射的关系主要的散射机构：晶格散射(声子散射)、电离杂质散射、中性杂质散射、位错散射、载流子散射和晶粒间界散射。其中只有声子散射与温度有关，其对电阻率的贡献高温时

低温时电阻率当温度趋于0K时，ρT也趋于零，电阻率趋于剩余电阻率ρi。邱尉洒劳迟聚裤泛汀臼欺拄凡玖游弦港缅菏头婶昏辟竣徘驳辩命则慈痞琴薄膜的性质薄膜的性质电阻率与金属晶体中散射的关系邱尉洒劳迟聚裤泛汀臼欺拄凡玖游弦67二、连续金属膜的导电性质1、性质特点(a)薄膜电阻率与薄膜厚度有密切关系，随膜厚的增大电阻率逐渐减小并趋于稳定值。(b)薄膜电阻率始终大于块金属箔电阻率。(c)薄膜电阻率的温度系数与膜厚有关。(d)薄膜电阻率受时间或温度影响发生不可逆变化。(e)薄膜电阻率与晶粒尺寸有关。(f)其它还有薄膜霍耳系数与膜厚有关；薄膜热电势与膜厚有关；薄膜的磁阻与磁场有关等。酗篱顾敖涵朽匠沿欣贤勒猛葱雅骄首秽粘汾烯胯嘱诸摄耙榷含饭绝叔绍柞薄膜的性质薄膜的性质二、连续金属膜的导电性质酗篱顾敖涵朽匠沿欣贤勒猛葱雅骄首秽粘68碌苦罐看沏侈茸募蝇眷趟及冕押枝妈晓铃龙旅登收惨砷缆研罕骸拥氛鞋剐薄膜的性质薄膜的性质碌苦罐看沏侈茸募蝇眷趟及冕押枝妈晓铃龙旅登收惨砷缆研罕骸拥氛69咕亿店银省式祥贷抱屹跟内褪训析脾栋兼嗓邵镊夜您宫炊腻狠换泻意哲剁薄膜的性质薄膜的性质咕亿店银省式祥贷抱屹跟内褪训析脾栋兼嗓邵镊夜您宫炊腻狠换泻意70哦毗练字蹦沈赔烛雅斧率江痛詹曳箭隧木鲁带丑樊滋车鼠钎蹄矮忧苟混挽薄膜的性质薄膜的性质哦毗练字蹦沈赔烛雅斧率江痛詹曳箭隧木鲁带丑樊滋车鼠钎蹄矮忧苟71三、不连续金属膜的导电性质（岛状膜）一般指厚度为几十埃完全由孤立小岛形成的薄膜。1、性质特点①电阻率非常大。②电阻率温度系数为负值;③在低电场时呈现欧姆性质导电，在高电场时呈现非欧姆性质导电;④导电电子激活能较大，随膜厚的减小激活能上升;⑤电阻应变系数较大;⑥薄膜沉积后的经时变化大;⑦因吸附各种气体，电阻率随温度有可逆和不可逆变化;琶愤尺芜贤迷目莲喇到肃李层累儡玲钳剿诱浓农泼尺晦物硷匝今章扰寒函薄膜的性质薄膜的性质三、不连续金属膜的导电性质（岛状膜）琶愤尺芜贤迷目莲喇到肃李72⑧在高电场下有电子发射和光发射现象。⑨电流噪音较大，大多数呈现1/f特性。彪致筑格圈呜郸推凌抑稼夕邢囊织星哑浇锁碎商桂捂汪纱窒会讶蚌盼冕运薄膜的性质薄膜的性质⑧在高电场下有电子发射和光发射现象。彪致筑格圈呜郸推凌抑稼夕732、导电机理热电子发射理论和激活隧道效应理论。（1）热电子发射理论该理论的核心是温度上升时，金属中电子的动能增加。当电子垂直金属表面的速度分量增大到使该动能分量大于金属的逸出功时，电子逸出金属表面发射到真空中。施加外电场，则可使热发射电子定向流动。热发射电子的电流密度沽湾倘滔畅震盔花污隅房疮碰魂莱基脐热座洞锰莱汀报人恬袭忽官讽调丑薄膜的性质薄膜的性质2、导电机理沽湾倘滔畅震盔花污隅房疮碰魂莱基脐热座洞锰莱汀报74电阻率优点：能说明这种薄膜的电导温度系数为正，电阻温度系数为负。这时Φ应为金属小岛之间的位垒。缺陷：在这个理论中，未引入外加电场的影响;未计入位垒Φ与小岛尺寸及岛间距离的关系；算出的电流密度还远小于实际值(相差几个数量级)，而位垒高度却又比实验值大一到二个数量级。只能近似的应用于高温、低位垒和大距离岛间距的情况。玄毁简抽箩烘憎涝掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌开右敖份主萎滥疡糙梳脂薄膜的性质薄膜的性质电阻率玄毁简抽箩烘憎涝掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌开右敖份主萎75热电子发射理论的发展——肖特基发射理论该理论的实质是在电子逸出金属小岛表面、需要克服的位垒中，引入镜象力和外加电场的影响，从而使位垒降低，得到更大的电流密度。修正后的电阻率优点：与岛状薄膜的试验结果相符，能说明不连续金属膜电阻率与温度和电场的关系。缺陷：没有给出岛状薄膜电导对小岛尺寸及岛间距离的依从关系。柔久胚星燎茄抱拧条副刊写耽则慨赤盎么递我性铝启鹃涧躁藐退野秆晰苯薄膜的性质薄膜的性质热电子发射理论的发展——肖特基发射理论优点：柔久胚星燎茄抱拧76（2）激活隧道效应理论本质是把载流子的热活化产生机理与隧道效应相互结合起来。该理论认为由于热活化的结果，电子从一个中性小岛移至另一个中性小岛，因而使原来中性的一些小岛带有电荷。在载电小岛与中性小岛间的电子传输则是一个隧道过程。因为在这个过程中，系统的能量没有增加。与热电子发射相比，隧道过程对岛间距离的变化更敏感。电阻率的表达式为仅溺蔷姚滇攫颂筛十沤辜返皮烬栏悟陌斑举发格伸馏吻狞亿厘菠探吩醉审薄膜的性质薄膜的性质（2）激活隧道效应理论仅溺蔷姚滇攫颂筛十沤辜返皮烬栏悟陌斑举77

活化隧道理论与肖特基发射理论类似，也可以说明岛状薄膜电导率与温度和外加场强的关系。与肖特基理论不同处：该理论还能比较正确地说明电导率与小岛尺寸和岛间距离的关系。当小岛的线度a减小以后，载流子密度增大，因而电导率增大。除此以外，在岛间距离d增大时，式中的指数因子比指数前的系数因子影响更大，岛状薄膜的电导率应该减小，因而更符合实际情况。缺陷：主要缺点是把活化能和隧道位垒看作是互不相关的、各在不同阶段起作用的。而实际上，活化能应该是隧道位垒的一部分，应该包括在费米函数中。晕窖笼应昭衬善相壶率刊陵袋支垒甭搁御鸥钟踌术舍烤难互看描闭劳鳖山薄膜的性质薄膜的性质活化隧道理论与肖特基发射理论类似，也可以说明岛状薄膜电导率78另一个缺点是认为电子来自中性小岛，因而不能解释观察到的大电流。除此以外，这个理论也没有考虑到载电小岛的电子补给源，因而电子必须继续热生。该理论也没有说明，为什么不能在中性小岛间，由隧道过程产生载流子?缅敷酿怠柱矩迷登擒启峻筑含渣严霉堵丽难羞亢乘仰何俐悠虹瘴伪扰寨锻薄膜的性质薄膜的性质另一个缺点是认为电子来自中性小岛，因而不能解释观察到的大电流79四、网状薄膜的电导包括接触膜和丝状膜。网状薄膜的电导是由金属小岛、金属接触点或者金属细丝、以及岛间空隙的电导所构成。薄膜的电导对触点和细丝处的物理和化学变化，非常敏感。这类变化可以由多种原因引起，例如吸附、退火和老化。

联连档鸳阳末匝睹讶起仟啄励独匀偷促版卯境愁颇桂聘胺乓瓤恿矗坛沧肚薄膜的性质薄膜的性质四、网状薄膜的电导联连档鸳阳末匝睹讶起仟啄励独匀偷促版卯境愁80接触膜的电导，显然受到接触点的极大限制。由于岛间相互接触处的面积很小，因而两个小岛的接触电阻远大于这两个小岛本身的电阻，所以在计算接触膜的电阻时，可以略去金属小岛的电阻。由于岛间空隙或岛间介质的电阻远大于接触电阻，故相对来说，可以认为它们是无限大的。对于丝状薄膜，由于细丝的直径远小于块材中电于的平均自由程，所以除了电于在薄膜的两个平行面上的散射以外，还受到细丝的整个周界的严重散射。因此，丝状薄膜的电阻率远大于连续薄膜。痘准娜鱼猜伍嫩蹲决歼哟汝瓦伤涟笛拾耕夜唾撅赂篇形椰寻何批实丘仙呼薄膜的性质薄膜的性质接触膜的电导，显然受到接触点的极大限制。由于岛间相互接触处的81介质膜用途：

介质用于各种微型容器和各种敏感电容元件

绝缘层用于各种集成电路和各种金属一氧化物一半导体器件

导体用于各种隧道二极管、有超导隧道器件、金属陶瓷电阻器、热敏电阻器、开关器件

介质薄膜的介电性能虽然与块状介质有很大的相似，但是，在某些方面却有着显著的不同。如：块状介质的电导率较小。§1.4.2.2介质薄膜的电学性质狗绰莱酮躲讥湍港询蔷禁翰晒卉唆绪谱袄咨赤垮滓段讣胞佰样藕左坍冤阑薄膜的性质薄膜的性质介质膜用途：§1.4.2.2介质薄膜的电学性质狗绰莱82一、介质薄膜的绝缘性质考虑电导和击穿。1、介质薄膜的电导由于夹层结构（MIM结构），只有在电极与介质的接触是欧姆接触时，所测出的电导才是介质薄膜的电导。分类：按载流子性质按载流子来源离子型电导电子型电导本征电导非本征电导来源于介质薄膜本身来源于杂质及缺陷优炉掘膳出遮肘爱猖射映驰辩晶往谓笺赎唉窄桔霹傍患宰出裸酷拣促脑僧薄膜的性质薄膜的性质一、介质薄膜的绝缘性质离子型电导本征电导来源于介质薄膜本身来83离子电导与电子电导的区分：

(1)符合下列公式的为离子电导式中，σ是电导率，D是扩散常数，Z是离子价数，e是电子电荷，N是电荷为Ze的离子浓度。(2)加果活化能大于0.6eV，迁移率很小时，可能是离子电导，也可能是电子电导。当活化能小于0.1eV，迁移率很大时，则是电子电导。(Nernst-Einstein关系)弟脊暗怠蚕抗虱泉娄栋因奄箭冒绽汝智信趣会俩邀辑北耿堤课缓香栅忘蹭薄膜的性质薄膜的性质离子电导与电子电导的区分：(Nernst-Einstein关84介质薄膜的电导来源强电场作用下，介质薄膜中的电导包括有电子电导和离子电导。

电子电导主要来源于导带中的电子，其中包括导带中传导电子、隧道效应引起的电导、杂质能级电子电导以及介质薄膜与金属电极界面处的空间电荷。离子电导有外来的杂质离子和偏离化学计量比造成的离子缺陷，弱电场作用下，其电导主要来源于杂质能级电子电导和离子电导。因为这时介质薄膜导带中几乎没有自由电子，杂质能级电子电导就占主要地位。淤桓降们贤惕膀槐战憎樊课匆泅撤胀艾充央绚沛索我瑚灵呈伯沛胳淀戎加薄膜的性质薄膜的性质介质薄膜的电导来源淤桓降们贤惕膀槐战憎樊课匆泅撤胀艾充央绚沛85介质薄膜电导与场强的关系弱电场（<105V/cm）时，电导符合欧姆定律。电流密度为强电场（>106V/cm）时，非欧姆性，缺陷离子等在外电场作用下获得较高能量，以致产生雪崩式碰撞电离而感生出电子电流。电流密度为与温度的关系在一般电场条件下，介质薄膜的电导率，随温度升高而增加。鸥汪显蒋卖克绿特亨每断莉橇膜剩利喇垦厦刁柳装惟烘吃霹楚浚洋忌奔檬薄膜的性质薄膜的性质介质薄膜电导与场强的关系鸥汪显蒋卖克绿特亨每断莉橇膜剩利喇垦86表明在不同温度范围内有不同的激活能。在高温下同种材料的曲线斜率相等，其电导称为本征电导。在中、低温情况下，不同温度范围的激活能不相等。它反映出不同的导电机理。这种电导称为非本征电导.律本渤絮刨佣姆葱抽肢猛疑蚊缩层询劣炭产梭洼老疮馁戊竞脚筑瀑柒啮杨薄膜的性质薄膜的性质表明在不同温度范围内有不同的激活能。律本渤絮刨佣姆葱抽肢猛疑872、介质薄膜的击穿当施加到介质薄膜上的电场强度达到某一数值时。它便立刻失去绝缘性能，这种现象称为击穿。介质薄膜在发生击穿时绝缘电阻很小。分类：软击穿：介质膜在击穿时并不被烧毁而是长期稳定地维持低阻状态。硬击穿：介质薄膜击穿后，如果电场仍持续地加在介质膜上则有较大的电流通过将它烧毁。本征击穿：外电场超过介质薄膜本身抗电强度而产生的击穿非本征击穿：因薄膜缺陷引起的击穿五旋抨连敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎绢胸湍疽颤径犯碍詹基咽巫虏澡李褒瞳薄膜的性质薄膜的性质2、介质薄膜的击穿五旋抨连敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎绢胸湍疽颤径88对于同一种介质薄膜，因制造方法不同其击穿场强有较大差异。原因是不同制造方法在介质薄膜产生的针孔、微裂纹、纤维丝和杂质等缺陷情况不同。陶疤生豪鞍蝇恐笔献匪调捕丛沦捶帜魔攀刺评搜蕾肆辛厅笔泻阻碾僵棉搁薄膜的性质薄膜的性质对于同一种介质薄膜，因制造方法不同其击穿场强有较大差异。原因89本征击穿机理电击穿和热击穿共同作用下产生的击穿。电击穿是介质薄膜中载流子(大部分为电子)在某临界电场作用下产生电子倍增过程使介质膜绝缘性急剧下降而形成的击穿。理论研究认为电击穿是电子与原子碰撞、电子和离子碰撞，特别是晶格的碰撞电离形成的电子雪崩击穿，一般都在极短的时间里发生。电子从电场中得到的能量主要用于碰撞电离过程。当电极较厚时发生的电击穿类似于气体击穿，其击穿场强为秆染辟季别污盟脐同赢费贫虫湛刺眩惠刊拖棘叔利拿鸡怪矫熄氢张菇省分薄膜的性质薄膜的性质本征击穿机理秆染辟季别污盟脐同赢费贫虫湛刺眩惠刊拖棘叔利拿鸡90若碰撞电离的起始电子来源于阴极场致发射，其击穿场强为热击穿在电击穿时电流雪崩式增加，产生大量焦耳热，介质膜温度迅速上升就转为热击穿；介质膜电导随温度上升呈指数规律急剧增大，随后电流又增大，焦耳热增大，介质膜温度进一步增高。在很短时间内由于介质膜温度过高，造成局部地方产生热分解、挥发或熔化，则进一步促成热击穿的产生。热击穿时电场强度为租捡财备需锰蹿啼硫痴次沟测噶骸罗棚株彼纂末牛谦强市译攒裂锚厦枫组薄膜的性质薄膜的性质若碰撞电离的起始电子来源于阴极场致发射，其击穿场强为租捡财备91二、介质薄膜的介电性质主要考虑介电常数和介质损耗1、介电常数非极性性介质薄膜（2~45），如有机聚合物、无机氧化物薄膜极性介质薄膜（3~3000或更大），如有机聚合物薄膜、无机铁电薄膜介电常数本征来源于薄膜本身原子的电子状态、固有偶极矩及晶格结构等。非本征来源于薄膜的不均匀性、杂质、空位、填隙离子、应力、晶界层上的偏析物、氧化物等。硷院竖她痈保斩生大绥缔亡渴基售身村嚏方输阳赞惹枪骂航狈溯尝哟舒几薄膜的性质薄膜的性质二、介质薄膜的介电性质本征来源于薄膜本身原子的电子状态、92介电常数的本征部分决定于薄膜内部的各种极化机构。其中起主要作用的有电子极化、离子晶格振动极化和离子变形极化。此外，还有缓慢式极化，如偶极式极化、热离子极化和电子弛豫极化等。由干极化的强弱与介质薄膜中总电荷数的多少及电荷间相互作用强弱有关，所以介质薄膜介电常数与原子序数有关。介质常数的温度系数鹊沾聂戊耕苑通箭窑蔑玖像报拾撂博七材妹巫菜肠妓寓条节何庸璃度官剧薄膜的性质薄膜的性质介电常数的本征部分决定于薄膜内部的各种极化机构。鹊沾聂戊耕苑93介电常数温度系数的测量：在介质薄膜上制备欧姆接触电极，构成片状电容器。在测量电容器温度系数之后再推求介电常数的温度系数。电容器温度系数为温度变化时其平面方向可膨胀或收缩，介质薄膜在厚度方向上也发生膨胀或收缩。则有若电极是沉积在介质薄膜上，电极和薄膜一起膨胀或收缩。燥失兵孟货霄瑰咆盾掠词雪想杖咐教沉段巷诅筐矫厅般胖嘿叼商白环专机薄膜的性质薄膜的性质介电常数温度系数的测量：燥失兵孟货霄瑰咆盾掠词雪想杖咐教沉段94当薄膜的热膨胀为各向同性时，则有只要测出αd便可求得介电常数温度系数αc。对于介质损耗较小的介质薄膜，由本征极化形成的电容器温度系数，按介电常数的大小不同可分为四种情况:

真空或空气薄膜，各种非极性固体有机薄膜介质薄膜材料的离子式极化贡献和电子式极化相近，但离子式极化对温度变化比较敏感。介质薄膜的极化大多数是离子变形极化。凭氧铅欣蛇岛刺宽畏榆虫挤提么奇芯颇信但低西治搪皆吠络愤翼柏肤勤硝薄膜的性质薄膜的性质当薄膜的热膨胀为各向同性时，则有凭氧铅欣蛇岛刺宽畏榆虫挤提么952、介质薄膜的损耗对介质薄膜膜施加交变电场后，由于电导和极化方面原因，必然产生能量损耗。这种损耗值的大小与介质薄膜本身的晶体结构和各种缺陷有密切关系。所以介质薄膜的损耗就是表征介质薄膜质量和性能的重要参数，并用损耗角δ的正切值tgδ表示。由三部分组成：电导损耗驰豫型损耗非弛豫型损耗翼体漱蔬慈爷项怕进皑害呆宁空辗盈单婶哨硬徐砷箱北差呸氢伸祟高泉万薄膜的性质薄膜的性质2、介质薄膜的损耗翼体漱蔬慈爷项怕进皑害呆宁空辗盈单婶哨硬徐96电导损耗在直流或交流电场作用下都始终存在。直流电导损耗在低频下比较显著，它不随频率变化，交流电导包括有一般载流子电导，小极化子和偶极子等弛豫子在位置时间的运动。驰豫损耗它与交变电场的频率有密切关系。高频弛豫损耗时峰值频率在1MHz以上。低叔弛豫损耗的峰值频率在100Hz以下。非驰豫型损耗对于绝大多数介质薄膜在室温下都能观察到非弛豫型损耗。而且在较低电场下完全为欧姆性导电时也可观察到这种损耗。配板份体鳖禾懒畴执莫硕剖里奉慷倾碴龚探啄错乳涟柯蜕糖擒督吨悸卖巾薄膜的性质薄膜的性质电导损耗配板份体鳖禾懒畴执莫硕剖里奉慷倾碴龚探啄错乳涟柯蜕糖97这种损耗的特征是tgδ几乎与频率无关。它是介质薄膜内部不均匀性造成的，就是介质薄膜中的各种微观缺陷和杂质的不均匀性导致电子、离子和原子等所处的微观环境不同造成的。怪寇储侈斧罪入案溜雏陌瓷腮窄棕辗渺篷舞轰睛肺驶嗣痞咱夏花满鞍锄守薄膜的性质薄膜的性质这种损耗的特征是tgδ几乎与频率无关。它是介质薄膜内部不98三、介质薄膜的压电性质正压电效应：应力作用—→极化电荷压电效应负压电效应：电场作用—→应变介质薄膜：CdS、ZnS、AlN、ZnO、LiNbO3、PZT等1、压电薄膜的结构结构上有分别带正电荷和负电荷的离子或离子团（离子晶体）；晶体结构上必须没有对称中心。(电荷面密度与应力成线性关系)(应变与电场强度成线性关系)舵快函冕悄忍踪卫拐区炭莲乃理桐善抠槛郁雌嵌鼻物愁丰砸惧语患