半导体薄膜技术

1 半导体薄膜技术与物理 黄天捷 2 0 0 9 1 6 0 2 4 4 2 1 .真空概念和测量单位 （一） 真空概念 ―真空‖是指在指定空间内低于环境大气压力的气体状态，也就是该空间内气体分子数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。不同的真空状态，就意味着该空间具有不同的分子数密度。在标准状态（STP：即0°C，101325Pa）下，气体的分子数密度为2.6870× 1025m-3，而在真空度为1× 10-4Pa 时，气体的分子数密度只有2.65× 1016m-3。 完全没有气体的空间状态成为绝对真空。绝对真空实际上时不存在的。 （二） 真空度及测量单位 在真空技术中常用真空度来度量真空状态下空间气体的稀薄程度。通常真空度用气体的压力值来表示。压力值越高，真空度越低；压力值越低，真空度越高。 常用的压力单位有： ①帕斯卡（Pa）：国际单位制中的压力单位，我国法定压力单位。1Pa 压力就是1m2 面积上作用1N 的力，即 1Pa=1N/m2 ②微巴（μbar）：1μbar 的压力就是1cm2 面积上作用1dyn 的力，即 1μbar=1dyn/cm2 ③标准大气压（atm）：1927 年在第七次国际计量大会上，给标准大气压下了定义，即在重力加速度为980.665cm/s2，水银温度为0°C，水银密度为13.5951g/cm3 的条件下，760mm高的汞柱产生的压力称为1atm，即 1atm=760mmHg=1013250.144354dyn/cm2 这种标准大气压依赖于汞的密度测量精度，是不够严格的。 1954 年在第十次国际计量大会上，又重新定义了标准大气压，即 1atm=1013250dyn/cm2=101325Pa ④工程大气压（at）：由于大气压力约为1kgf/cm2，所以把 1kgf/cm2 称为1at，即 1at=1kgf/cm2 ⑤毫米汞柱（mmHg）：1mmHg 是指0°C 时1mm 高水银柱（汞柱）作用在1cm2 面积上的力。由于纯水银 0°C 时的密度是13.5951g/cm3，所以 1mmHg=13.5951g/cm2 ⑥托（Torr）：1Torr 定义为 1Torr=1/760atm 由于1927 年与 1954 年定义的标准大气压有差值，因而造成1mmHg 比 1Torr 大1.9× 10-4dyn/cm2，即 1mmHg=1Torr+1.9× 10-4dyn/cm2 但由于两者差值很小，故通常认为 1mmHg≈1Torr ⑦英寸汞柱（inHg）：英制压力单位，它是1 英寸高水银柱作用在1cm2 面积上的力，即 1inHg=25.4mmHg ⑧普西（Psi）：英制压力单位，它是1 平方英寸面积上作用1 磅的力，即 1Psi=1lb/in2 ⑨真空度的百分数（δ%）：用真空度的百分数表示压力的大小，一般只有在压力高于100Pa时才采用。真空度的百分数为 δ%=[(1...