在薄膜技术与薄膜材料领域，作者从事教学及科研工作已逾30年（包括在日本3年）. 20世纪90年代初与刘德令先生共同编译了《薄膜科学与技术手册》（上、下册）, 1996年编写了《薄膜技术基础》讲义，2006年出版了《薄膜技术与薄膜材料》(新材料及在高技术中的应用丛书). 

在长期的教学科研实践中，作者深深体会到，薄膜技术与薄膜材料之所以受到广泛关注，主要基于下面几个理由。

(1) 薄膜很薄（膜厚从微米到纳米量级，后者甚至薄到几个原子层），可以看成是物质的二维形态。薄膜技术是实现器件轻薄短小化和系统集成化的有效手段。

(2) 器件的微型化，不仅可以保持器件的原有功能并使之强化，而且，随着器件的尺寸减小乃至接近电子或其他粒子量子化运动的尺度，薄膜材料或其器件将显示出许多全新的物理现象。薄膜（以及目前正大力开发的量子线、量子点等）技术是制备这类新型功能器件的有效手段。

(3) 薄膜气相沉积涉及从气相到固相的超急冷过程，易于形成非稳态物质及非化学计量的化合物膜层。因此，薄膜技术是探索物质秘密，制备及分析特异成分、组织及晶体结构的物质的有力手段。

(4) 由于镀料的气化方式很多（如电子束蒸发、溅射、气体源等），通过控制气氛还可以进行反应沉积，因此，可以得到各种材料的膜层；可以较方便地采用光、等离子体等激发手段，在一般条件下，即可获得在高温、高压、高能量密度下才能获得的物质。

(5) 通过基板、镀料、反应气氛、沉积条件的选择，可以对界面结构、结晶状态、膜厚等进行控制，还可制取多层膜、复合膜及特殊界面结构的膜层等；由于膜层表面精细光洁，故便于通过光刻制取电路图形；由于在LSI工艺中薄膜沉积及光刻图形等已有成熟的经验，故易于在其他应用领域中推广。

(6) 易于在成膜过程中在线检测，监测动态过程并可按要求控制生长过程，便于实现自动化。

近20年来，薄膜技术与薄膜材料获得迅猛发展，其主要表现在下述几个方面。

首先，各类新型薄膜材料大量涌现。其中包括纳米薄膜、量子线、量子点等低维材料，高k值和低k值介质薄膜材料，大规模集成电路用Cu布线材料，巨磁电阻、厐磁电阻等磁致电阻薄膜材料，大禁带宽度的“硬电子学”半导体薄膜材料，发蓝光的光电半导体材料，高透明性低电阻率的透明导电材料，以金刚石薄膜为代表的各类超硬薄膜材料等。这些新型薄膜材料的出现，为探索材料在纳米尺度内的新现象、新规律，开发材料的新特性、新功能，提高超大规模集成电路的集成度，提高信息存储记录密度，扩大半导体材料的应用范围，提高电子元器件的可靠性，提高材料的耐磨抗蚀性等，提供了物质基础。

再者，薄膜制作和微细加工工艺不断创新。其中包括用于产业化的MBE和MOCVD技术，脉冲激光熔射，零气压溅射，高密度离子束加工，气体离化团束（GCIB）加工，反应离子束刻蚀，大规模集成电路用Cu布线的电镀，以CMP为代表的平坦化，原子、分子量级的人工组装等。这些为制备高质量外延膜，获得良好的成膜台阶覆盖度，制作特征线宽几十纳米的超大规模集成电路，实现MEMS和NEMS等，提供了可靠保证。

特别是，各种薄膜在高新技术中的应用更加普及。互联网中采集、处理信息及通信网络设备中，都需要数量巨大的元器件、电子回路、集成电路等，制造这些都要采用薄膜技术；在平板显示器产业中，为制作TFT-LCD的薄膜三极管及各种电极，为制作PDP中的汇流电极、选址电极及MgO保护膜，为制作有机EL中的电子注入层（EIL) 、电子输运层（ETL) 、空穴注入层（HIL) 、发光层（EML）等，也需要采用薄膜技术；在机器人各种传感器，生物芯片，白光LED固体照明，非晶硅、CdTe、CIGS太阳能电池中都离不开薄膜技术。可以说，薄膜技术和薄膜材料已成为构筑高新技术产业的基本要素。

本书正是基于上述背景和理由编写的。全书共分4部分。第1部分（第1～5章）为薄膜沉积基础，包括真空技术基础、真空泵和真空规、真空装置的实际问题、气体放电和低温等离子体、薄膜生长和薄膜结构；第2部分（第6～9章）为薄膜制备工艺，包括真空蒸镀、离子镀和离子束沉积、溅射镀膜、化学气相沉积（CVD) ；第3部分（第10～11章）为薄膜的微细加工，包括干法刻蚀、平坦化技术；第4部分（第12～17章）分别论述薄膜技术与薄膜材料在表面改性及超硬膜，能量及信号变换，半导体器件、记录与存储，平板显示器，太阳电池，白光LED固体照明等领域的应用。每章后都附有习题，供教学时选用。

本书内容广泛，取材新颖，叙述通俗易懂，紧密联系实际，特别是针对薄膜技术与薄膜材料的最新进展和前沿应用，结合大量实例进行论述。在内容组织上，尽量做到浅、宽、新，避免针对过窄的领域，进行过深、过细的探讨。在重点讨论有关薄膜技术与薄膜材料的基本原理、基本方法、基本工艺过程和基本应用的同时，既指出最新进展、发展方向，又指出问题所在、解决措施。通过本书的学习，有助于读者掌握薄膜制备及微细加工方法，认识与微观结构相关的各种特性，了解薄膜材料及微细加工技术的最新应用。

特推荐本书作为材料、机械、精密仪器、化工、能源、微电子、计算机、物理、化学、光学等相关学科本科高年级及研究生用教材，也可供科研和工程技术人员参考。

作者水平有限，不妥或谬误之处在所难免，恳请读者批评指正。

作 者

2011年10月