PVD镀膜工程师深度进阶自测100题及其答案解析（上/ 1-50题）

第三部分：薄膜表征、失效分析与前沿应用(51-75题)

51.测量薄膜表面纳米级粗糙度最常用的仪器是？

A) 扫描电子显微镜（SEM）

B) 原子力显微镜（AFM）

C) 轮廓仪（Profilometer）

D) X射线衍射仪（XRD）

答案: B) 原子力显微镜(AFM)

解析: AFM通过探针在样品表面扫描，能直接给出纳米级甚至原子级的三维形貌和粗糙度信息，是测量表面纳米级粗糙度的最常用工具。

52.X射线衍射（XRD）不能直接得到的信息是？

A) 薄膜的物相组成

B) 薄膜的化学成分（无标样时）

C) 晶粒尺寸和微观应变

D) 晶体取向（织构）

答案: B) 薄膜的化学成分(无标样时)

解析: XRD通过衍射峰位置和强度分析物相和晶体结构（A，C，D）。它可以进行半定量的相成分分析，但无法直接给出元素的化学组成（例如，无法区分TiN和TiC中的N和C元素含量），需要标准样品进行校准。元素化学成分的精确分析通常依靠EDS， XPS等方法。

53.用划痕法测试膜基结合力时，声发射信号和摩擦力的突变点对应于？

A) 薄膜的硬度

B) 薄膜的厚度

C) 薄膜开始破裂或剥落的临界载荷（Lc）

D) 基片的屈服强度

答案: C) 薄膜开始破裂或剥落的临界载荷(Lc)

解析: 划痕测试中，随着载荷增加，薄膜逐渐产生裂纹直至剥落。声发射信号（薄膜开裂、剥落时产生）和摩擦力（剥落时突变）的显著变化点对应着薄膜失效的临界载荷Lc，是评价膜基结合力的重要参数。

54.四探针法主要用于快速测量薄膜的？

A) 厚度

B) 方块电阻（Sheet Resistance）

C) 光学带隙

D) 应力

答案: B) 方块电阻(Sheet Resistance)

解析: 四探针法通过测量电流和电压，直接计算出薄膜的方块电阻（Rs），与膜厚无关，是半导体和透明导电膜行业快速、无损检测导电性能的标准方法。

55.椭圆偏振仪（Ellipsometry）主要用于测量薄膜的？

A) 厚度和光学常数（n， k）

B) 电导率

C) 化学成分

D) 结合力

答案: A) 厚度和光学常数(n, k)

解析: 椭圆偏振仪通过测量偏振光在样品表面反射后偏振状态的变化，可以非常精确地（亚纳米级）测定薄膜的厚度和光学常数（折射率n和消光系数k）。

56.沉积在玻璃上的TiO₂薄膜，原本应该是透明的，但实际呈灰色或黑色。最可能的原因是？

A) 膜厚太薄

B) 反应溅射时缺氧，形成了非化学计量的TiOx（x<2），产生氧空位和色心

C) 基片温度太低

D) 沉积速率太快

答案: B) 反应溅射时缺氧，形成了非化学计量的TiOx(x<2)，产生氧空位和色心

解析: 化学计量比的TiO₂是透明无色的。缺氧会产生氧空位，这些缺陷作为色心会对可见光产生吸收，导致薄膜呈现灰色甚至黑色。

57.用于汽车大灯保护罩的PVD涂层，除了高硬度耐磨，还需要什么关键性能？

A) 超导性

B) 高折射率

C) 优异的耐候性和抗紫外线老化性能

D) 铁电性

答案: C) 优异的耐候性和抗紫外线老化性能

解析: 汽车大灯长期暴露在户外，经受日晒雨淋和紫外线照射。因此，涂层除了耐磨，还必须具备优异的抗紫外线老化、耐湿热、耐腐蚀等耐候性能，保证长期使用不失效、不变色。

58.原子层沉积（ALD）与PVD（如溅射）结合（PEALD+PVD）制备扩散阻挡层（如TaN/Ta），主要利用ALD的什么优势？

A) 极高的沉积速率

B) 极佳的台阶覆盖性和保形性，能在高深宽比结构上形成连续无孔薄膜

C) 设备成本低

D) 薄膜应力低

答案: B) 极佳的台阶覆盖性和保形性，能在高深宽比结构上形成连续无孔薄膜

解析: ALD技术基于自限制的表面反应，具有无以伦比的台阶覆盖性和保形性，能在极其复杂的三维结构表面沉积均匀、无孔的薄膜。PVD（如溅射）的台阶覆盖性差。结合两者（PEALD+PVD）可以先用ALD沉积一层保形性极好的超薄阻挡层，再用PVD加厚。

59.在柔性电子（如柔性显示器）中，PVD沉积的透明导电氧化物（如ITO）薄膜面临的主要挑战是？

A) 导电性不够

B) 在反复弯曲下易产生裂纹导致电阻升高或失效

C) 透光性不够

D) 颜色不正

答案: B) 在反复弯曲下易产生裂纹导致电阻升高或失效

解析: ITO薄膜本身是脆性的陶瓷材料。在柔性基底上受到反复弯曲应力时，容易产生微裂纹，导致电阻急剧增加甚至开路，这是柔性电子应用中PVD ITO面临的主要挑战。

60.膜层在存储或使用一段时间后，出现“起泡”或剥落，而非立即脱落。这通常与什么有关？

A) 初始结合力差

B) 环境腐蚀介质（如水汽）沿缺陷渗入，在界面处积聚产生应力

C) 沉积时真空度不够

D) 膜层太厚

答案: B) 环境腐蚀介质(如水汽)沿缺陷渗入，在界面处积聚产生应力

解析: “起泡”是典型的延迟失效模式。说明初始结合力尚可，但在环境（尤其是水汽）作用下，介质通过膜层缺陷（如针孔、晶界）渗透到界面，发生腐蚀或积聚，产生膨胀应力，导致结合力下降而起泡剥落。

61.X射线光电子能谱（XPS）主要用于分析薄膜的？

A) 体相成分（微米级深度）

B) 表面（~10 nm深度）的元素组成和化学态

C) 晶体结构

D) 表面形貌

答案: B) 表面(~10nm深度)的元素组成和化学态

解析: XPS是一种表面敏感技术，信息深度很浅（几个纳米）。它能精确分析表面元素的种类、含量及其化学态（价态），是研究表面污染、界面反应和薄膜化学结构的强大工具。

62.用台阶仪测量膜厚，发现测量值比石英晶振监控值偏大很多。可能的原因是？

A) 台阶仪校准错误

B) 薄膜在台阶边缘存在“毛刺”或钻蚀，导致台阶高度不准

C) 石英晶振片位置与基片位置沉积速率不一致

D) 以上都有可能

答案: D) 以上都有可能

解析: 台阶仪测量的是台阶的物理高度，如果台阶边缘不清晰（有毛刺、钻蚀），测量值会不准。石英晶振片监控的是质量厚度，其位置与基片位置的沉积速率可能存在差异。仪器校准错误也是常见原因。需要综合分析。

63.PVD技术制备的氮化钛（TiN）仿金涂层，其金色主要来源于？

A) TiN本身对可见光特定波长的吸收和反射产生的干涉色

B) 涂层中掺杂了金元素

C) 基材的底色

D) 光的衍射

答案: A) TiN本身对可见光特定波长的吸收和反射产生的干涉色

解析: TiN的金黄色来源于其本身的光学常数（n, k）对可见光的选择性吸收和反射，是一种材料本征色，并非干涉色（干涉色与膜厚相关）或掺杂所致。

64.薄膜的“水接触角”测试主要用于表征其？

A) 导电性

B) 表面自由能（亲/疏水性）

C) 硬度

D) 光学性能

答案: B) 表面自由能(亲/疏水性)

解析: 水接触角的大小直接反映了固体表面的自由能，是评价表面亲水性（接触角小）或疏水性（接触角大）的最直观方法。

65.在刀具涂层（如TiAlN）的切削测试中，涂层早期失效（崩缺）最不可能的原因是？

A) 膜基结合力不足

B) 涂层内应力过大

C) 涂层硬度过高

D) 切削参数（如进给量）过于激进

答案: C) 涂层硬度过高

解析: 高硬度是刀具涂层的追求目标，本身不会导致早期失效。失效通常源于结合力不足（A）、内应力过大（B）或不当的切削参数（D）等。

66.高熵合金氮化物涂层（如（AlCrTiTaZr）N）通过PVD方法制备，其高硬度和热稳定性部分归因于？

A) 单一主元成分

B) 多种主元造成的晶格畸变和缓慢扩散效应

C) 涂层非常薄

D) 使用特殊的反应气体

答案: B) 多种主元造成的晶格畸变和缓慢扩散效应

解析: 高熵合金的四大核心效应之一就是晶格畸变效应（多种大原子半径元素导致严重晶格畸变，阻碍位错运动）和缓慢扩散效应（多种元素相互拖慢扩散速率，提高热稳定性），从而获得高硬度、高耐磨性和高热稳定性。

67.在沉积多层X射线反射镜（由高、低折射率材料交替组成）时，对膜厚控制精度的要求通常在什么量级？

A) 微米级（μm）

B) 亚微米级（0.1 μm）

C) 纳米级（nm）甚至亚纳米级

D) 厘米级（cm）

答案: C) 纳米级(nm)甚至亚纳米级

解析: X射线反射镜的多层膜周期厚度通常与X射线波长同一量级（~0.1nm到几nm），因此对每层膜厚度的控制精度要求极高，需达到亚纳米级别。

68.沉积的金属薄膜在光镜下观察有“雾状”缺陷，SEM下看到许多微米级颗粒。这最可能与什么有关？

A) 基片清洗不干净

B) 靶材不纯或制备工艺不当，存在微颗粒

C) 腔体不洁，在沉积过程中产生污染颗粒

D) 以上都可能

答案: D) 以上都可能

解析: 微米级颗粒缺陷的来源多样：基片清洗不净留有颗粒；靶材制备过程中引入的杂质或微颗粒；腔体不清洁，沉积时掉粉或之前工艺产生的颗粒脱落。需要逐一排查。

69.金刚石-like碳（DLC）薄膜的sp³/sp²键比例主要取决于什么工艺参数？

A) 沉积粒子的能量（如偏压）

B) 工作气压

C) 沉积时间

D) 靶材尺寸

答案: A) 沉积粒子的能量(如偏压)

解析: DLC薄膜的sp³/sp²键比例主要取决于沉积到基片表面的碳粒子的能量。能量过低（<30eV）形成石墨态（sp²），能量适中（~100eV）有利于形成sp³键（类金刚石），能量过高则可能引起石墨化。基片偏压是控制离子能量的主要手段。

70.薄膜的内应力可以通过什么方法进行半定量或定性观察？

A) 观察薄膜在已知应力的基片（如薄硅片）上的弯曲曲率（Stoney公式）

B) 测量薄膜的硬度

C) 测量薄膜的电阻

D) 观察薄膜的颜色

答案: A) 观察薄膜在已知应力的基片(如薄硅片)上的弯曲曲率(Stoney公式)

解析: Stoney公式是测量薄膜应力的经典方法。通过测量沉积薄膜前后基片（通常是薄圆片或长条片）的曲率变化，可以计算出薄膜的平均应力。

71.在医疗植入物（如人工关节）表面沉积Ti或Ta金属涂层，主要目的是？

A) 增加重量

B) 提高表面光洁度

C) 改善生物相容性和促进骨整合

D) 降低摩擦

答案: C) 改善生物相容性和促进骨整合

解析: Ti和Ta是生物相容性极佳的金属，在人体内稳定、无毒，且能促进成骨细胞附着和生长（骨整合）。PVD涂层主要用于此目的。

72.磁控溅射制备钙钛矿太阳能电池的电极或传输层时，面临的主要挑战是？

A) 沉积速率太慢

B) 高能粒子可能对敏感的钙钛矿层造成损伤

C) 无法沉积氧化物

D) 设备成本太高

答案: B) 高能粒子可能对敏感的钙钛矿层造成损伤

解析: 钙钛矿材料非常脆弱。磁控溅射等离子体中的高能粒子（如二次电子、负氧离子）轰击可能会破坏钙钛矿的晶体结构，导致器件性能衰减。这是PVD技术应用于钙钛矿电池的主要挑战。

73.在光学薄膜设计中，1/4波长光学厚度是指？

A) 物理厚度d = λ/4

B) 光学厚度 nd = λ/4 (n为折射率，λ为设计波长)

C) 物理厚度d = 4λ

D) 光学厚度 nd = 4λ

答案: B) 光学厚度 nd = λ/4 (n为折射率，λ为设计波长)

解析: 光学薄膜设计中的“1/4波长”指的是光学厚度（物理厚度d × 折射率n），而非单纯的物理厚度。nd = λ/4 是设计多层膜反射或增透的基本条件。

74.透明导电膜（如ITO）在经过高温退火后电阻率反而升高，可能的原因是？

A) 晶粒长大

B) 氧从环境中扩散进入薄膜，补偿了氧空位（载流子来源）

C) 薄膜变得更致密

D) 膜厚增加

答案: B) 氧从环境中扩散进入薄膜，补偿了氧空位(载流子来源)

解析: ITO的导电性源于氧空位提供的自由电子。高温退火时，环境中的氧可能扩散进入ITO薄膜，填补氧空位，减少自由载流子浓度，从而导致电阻率升高。

75.对于航空航天发动机叶片的热障涂层（TBC）最外层的陶瓷层（如YSZ），除了低热导率，PVD工艺制备时还需重点优化什么性能？

A) 高导电性

B) 高的应变容限和抗热震性能（如柱状晶结构）

C) 高磁性

D) 高透光性

答案: B) 高的应变容限和抗热震性能(如柱状晶结构)

解析: 发动机叶片在热循环中会膨胀收缩，要求热障涂层能承受巨大的热应力。PVD制备的柱状晶结构具有较高的应变容限，能通过晶界滑动释放应力，避免涂层层裂剥落，这是其关键优势。

第四部分：综合应用与工艺诊断(76-100题)

76.在脉冲直流反应溅射Al₂O₃时，保持平均功率不变，增加脉冲频率（减小脉宽），通常有助于？

A) 提高沉积速率

B) 进一步抑制靶面打火，稳定工艺

C) 降低薄膜应力

D) 改变薄膜颜色

答案: B) 进一步抑制靶面打火，稳定工艺

解析: 增加脉冲频率（减小脉宽）意味着每个脉冲的持续时间更短，靶面上积累正电荷的时间更少，同时电荷中和（泄放）的频次更高，从而更有效地抑制打火，使反应溅射过程更稳定。

77.同一炉次沉积的工件，边缘位置的膜层结合力明显差于中心位置。可能的原因是？

A) 边缘温度较低

B) 边缘等离子体密度/离子轰击较弱

C) 边缘膜厚不均匀

D) 以上都可能

答案: D) 以上都可能

解析: 工件边缘的温度场、等离子体密度分布、膜厚均匀性通常都与中心区域存在差异。这些因素（温度低、离子轰击弱、膜应力不均）都会影响膜基结合力，导致边缘结合力变差。

78.通过PVD制备的纳米多层膜（如TiN/CrN， 每层几纳米到几十纳米）能显著提高硬度，这主要基于什么效应？

A) 固溶强化

B) 细晶强化

C) 位错在界面处被阻挡（Koehler效应）

D) 相变强化

答案: C) 位错在界面处被阻挡(Koehler效应)

解析: 纳米多层膜的超硬效应主要源于其大量的界面。当位错在外力作用下试图穿越这些界面时，会因相邻层材料的模量差、晶格常数差等因素而被阻挡（Koehler效应），需要更高的应力才能使其继续运动，宏观上表现为硬度显著提高。

79.用石英晶振监控沉积速率，已知Zn靶材的密度为7.14 g/cm³，测得质量沉积速率为2.0 × 10⁻⁵ g/(cm²·s)。忽略膜层密度差异，其体积沉积速率约为多少nm/s？(摩尔质量Zn=65.38 g/mol)

A) 0.28 nm/s

B) 2.8 nm/s

C) 28 nm/s

D) 280 nm/s

提示：体积速率 = 质量速率 / 密度

答案: C) 28 nm/s

解析: 根据提示公式：体积沉积速率 = 质量沉积速率 / 密度。

质量沉积速率 = 2.0 × 10⁻⁵ g/(cm²·s)

密度 = 7.14 g/cm³

体积沉积速率 = (2.0 × 10⁻⁵) / 7.14 ≈ 2.8 × 10⁻⁶ cm/s

将单位从 cm/s 转换为 nm/s： 2.8 × 10⁻⁶ cm/s × 10⁷ nm/cm = 28 nm/s？ 计算有误，重新计算： 2.8 × 10⁻⁶ cm/s = 2.8 × 10⁻⁶ × 10⁷ nm/s = 28 nm/s。 但选项B是2.8 nm/s。 检查计算： (2.0e-5) / 7.14 ≈ 0.0000028 cm/s = 2.8 nm/s (因为 1 cm = 10^7 nm, 所以 0.0000028 cm/s * 10^7 = 28 nm/s？ 不对，1 cm = 10^7 nm, 所以 1 cm/s = 10^7 nm/s。 那么 0.0000028 cm/s = 0.0000028 * 10^7 nm/s = 28 nm/s。 计算结果是28 nm/s，对应选项C。 但根据常用单位换算：1 cm = 10^7 nm, 所以 速率 (cm/s) * 10^7 = 速率 (nm/s)。 因此 (2.0e-5 / 7.14) * 10^7 = (2.8e-6) * 10^7 = 28 nm/s。 因此正确答案应为 C) 28 nm/s。 提示中的公式和计算指向C。

80.在维护或清洁溅射腔体，特别是处理氧化物、氮化物等沉积物时，应佩戴适当的个人防护装备（PPE），主要防范？

A) 高压电击

B) 吸入有毒或刺激性粉尘

C) 强光

D) 噪音

答案: B) 吸入有毒或刺激性粉尘

解析: PVD工艺中产生的氧化物、氮化物等沉积物通常为微米或纳米尺度的粉尘，某些材料（如铬、镍的化合物）可能具有毒性或刺激性。清洁时应佩戴防尘口罩（至少N95级别）以防止吸入。

81.在沉积磁性材料（如NiFe合金）薄膜时，需要特别注意？

A) 使用非磁性的靶材背板和夹具，避免磁场对工艺的影响

B) 使用更高的溅射气压

C) 使用直流电源而不是射频电源

D) 基片必须加热到很高温度

答案: A) 使用非磁性的靶材背板和夹具，避免磁场对工艺的影响

解析: 沉积磁性材料时，如果使用磁性背板和夹具，它们自身的磁场会与磁控溅射阴极的磁场发生相互作用，严重干扰靶面附近的磁场分布和等离子体约束，导致溅射不均匀甚至无法正常起辉。

82.与平面磁控靶相比，圆柱旋转靶在沉积大面积均匀膜层时的优势不包括？

A) 靶材利用率高

B) 可连续运行更长时间

C) 沉积速率一定更高

D) 等离子体更稳定，跑弧少

答案: C) 沉积速率一定更高

解析: 圆柱旋转靶的优势在于靶材利用率高、可连续运行、等离子体稳定（由于靶材旋转，不易中毒和跑弧）。但其沉积速率并不一定比同等功率的平面靶更高，它并非一项固有优势。

83.要开发一种用于海水环境下的耐腐蚀耐磨涂层，以下PVD材料体系不适用的是？

A) CrN

B) TiN

C) DLC (含氢)

D) Al₂O₃

答案: C) DLC (含氢)

解析: 在海水环境下，含氢DLC (a-C:H) 薄膜的化学稳定性较差，容易发生氢解离，导致薄膜性能退化。而CrN, TiN和Al₂O₃都具有优良的耐腐蚀性。通常无氢的DLC (ta-C) 或掺杂的类金刚石膜耐腐蚀性更好，但题目指定为“含氢”。

84.在柔性透明电极领域，为替代脆性的ITO，正在研究的PVD可制备新材料不包括？

A) 银纳米线网络（需后续处理，非直接PVD成膜）

B) 石墨烯（主要用CVD）

C) 铝掺杂氧化锌（AZO）

D) 金属网格（直接PVD+光刻）

答案: B) 石墨烯(主要用CVD)

解析: 虽然可用PVD沉积碳膜，但要获得高质量、少层数的石墨烯薄膜，化学气相沉积（CVD）是当前最主要和最成熟的技术。PVD在此领域并非研究主流。A、C、D都是PVD可以参与制备的替代方案。

85.沉积的DLC薄膜在空气中放置一段时间后摩擦系数显著上升，可能的原因是？

A) 薄膜氧化

B) 薄膜吸收了环境中的水汽，表面化学状态改变

C) 内应力释放

D) A和B

答案: D) A和B

解析: DLC薄膜，尤其是无氢的ta-C，在空气中放置可能发生表面氧化。同时，薄膜表面也可能吸附水汽，改变其表面化学状态。这两者都会导致其摩擦系数从初始的超低值显著升高。

86.采用“非对称双极脉冲偏压”施加在基片上，其主要目的之一是？

A) 仅为基片加热

B) 在吸引离子轰击的同时，控制到达基片的电子流，以抑制电荷积累（尤其对绝缘膜）

C) 提高沉积速率

D) 简化电源设计

答案: B) 在吸引离子轰击的同时，控制到达基片的电子流，以抑制电荷积累(尤其对绝缘膜)

解析: 非对称双极脉冲偏压在一个周期内包含一个负脉冲（吸引离子轰击）和一个短暂的正脉冲或较低幅值的负脉冲。正脉冲阶段可以吸引电子中和绝缘基片或绝缘膜表面上积累的电荷，从而防止电弧放电和缺陷产生。

87. PVD制备的Cu薄膜，其电阻率随厚度减小而急剧增加，当厚度小于电子平均自由程时尤为显著。这主要由于？

A) 晶界散射和表面散射效应增强

B) 杂质含量增加

C) 氧化加剧

D) 内应力减小

答案: A) 晶界散射和表面散射效应增强

解析: 当薄膜厚度减小到与电子平均自由程相当时，导电电子在运动过程中与晶界和薄膜表面的碰撞概率急剧增加，这种散射效应导致电阻率显著升高。这是薄膜尺寸效应的典型表现。

88.在微机电系统（MEMS）中，常用PVD沉积多晶硅作为结构层，并通过牺牲层工艺释放。这里对PVD多晶硅薄膜的关键要求是？

A) 高导电率

B) 低残余应力，良好的均匀性和台阶覆盖

C) 高折射率

D) 鲜艳的颜色

答案: B) 低残余应力，良好的均匀性和台阶覆盖

解析: 对于MEMS结构层，高应力会导致结构弯曲或失效；均匀性差影响性能一致性；台阶覆盖性差则无法在复杂图形上形成完整结构。导电性并非多晶硅作为结构层的首要要求。

89.在溅射工艺中，提高溅射功率（在合理范围内）通常会？

A) 降低沉积速率

B) 提高沉积速率

C) 对沉积速率无影响

D) 只影响等离子体亮度

答案: B) 提高沉积速率

解析: 在合理的范围内（避免靶材过热或弧光放电），提高溅射功率会增加等离子体密度和溅射产额，从而直接提高沉积速率。

90.对于需要在绝缘基片（如玻璃、陶瓷）上沉积高质量金属薄膜的应用，选择射频（RF）溅射而不是直流（DC）溅射金属靶的主要考虑是？

A) RF溅射速率一定更快

B) RF溅射可以避免基片表面因电荷积累导致的放电或缺陷

C) RF设备更便宜

D) RF溅射的薄膜更纯

答案: B) RF溅射可以避免基片表面因电荷积累导致的放电或缺陷

解析: 在绝缘基片上使用DC溅射，正电荷会不断积累导致电位升高，最终产生“微弧”或“打火”，损坏薄膜。RF溅射通过高频交变电场，使电子在负半周期有足够 mobility 到达基片表面中和电荷，从而避免电荷积累。

91.光学监控系统（Optical Monitoring）在沉积多层光学薄膜时，如果监控波长处的透射率/反射率曲线在某个周期未出现预期的“拐点”（极值点），可能表示？

A) 该层膜厚已达标

B) 该层膜厚已超标或未达标，或膜料折射率与设计有偏差

C) 监控光路被遮挡

D) B和C

答案: D) B和C

解析: 未出现预期拐点，说明监控信号偏离理论曲线。这既可能是膜厚控制不准（已超标或未达标）或膜料折射率变化所致，也可能是光路被遮挡导致信号异常。需要综合判断。

92.若希望用DC磁控溅射在直径100mm的硅片上沉积100nm厚的Al膜，已知在该工艺条件下沉积速率为10 nm/min，请问理论沉积时间约为？ (假设均匀)

A) 1分钟

B) 10分钟

C) 100分钟

D) 1000分钟

答案: B) 10分钟

解析: 这是简单的计算题。膜厚 = 沉积速率 × 时间。时间 = 膜厚 / 沉积速率 = 100 nm / (10 nm/min) = 10 分钟。基片尺寸与计算无关（题目假设均匀）。

93.在反应溅射中，通过“等离子体发射光谱监控（PEM）”反馈控制反应气体流量，是为了稳定什么？

A) 腔体压力

B) 靶电压

C) 金属物种的溅射速率（从而稳定化合物膜的化学计量比）

D) 基片温度

答案: C) 金属物种的溅射速率(从而稳定化合物膜的化学计量比)

解析: PEM通过监控特定金属元素特征谱线（如Ti 500nm）的强度来实时反映金属原子的溅射速率。通过反馈控制反应气体流量以保持该谱线强度恒定，可以稳定化合物的化学计量比，防止靶材中毒和工艺漂移。

94.与电弧离子镀相比，磁控溅射制备的薄膜通常具有？

A) 更高的离化率和附着力

B) 更光滑的表面和更少的大颗粒缺陷

C) 更高的沉积速率（对于同种材料）

D) 更低的设备成本

答案: B) 更光滑的表面和更少的大颗粒缺陷

解析: 多弧离子镀会产生大量微米尺度的液滴（大颗粒），导致薄膜表面粗糙。磁控溅射过程相对温和，沉积粒子为原子或原子团簇级别，因此薄膜表面通常更光滑、缺陷更少。

95.使用电子束蒸发源时，必须安装铅玻璃观察窗和辐射屏蔽，主要是为了防止？

A) 紫外线伤害眼睛

B) X射线辐射

C) 高温烫伤

D) 电弧强光

答案: B) X射线辐射

解析: 电子束轰击蒸发材料（尤其是高原子序数金属）时，会产生韧致辐射，发射X射线。铅玻璃观察窗和辐射屏蔽是必需的安全措施，以防止X射线对操作人员造成伤害。

96.为在PET柔性衬底上制备高性能的阻隔膜（如Al₂O₃阻隔水氧），面临的最大挑战之一是？

A) PET不耐高温，需低温工艺（如PEALD或低温溅射）

B) PET导电性差，不易沉积

C) PET颜色太深

D) PET太厚

答案: A) PET不耐高温，需低温工艺(如PEALD或低温溅射)

解析: PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的玻璃化转变温度和熔点很低（通常<100°C），高温会导致其变形、收缩或降解。因此，在PET上沉积高质量薄膜的最大挑战是开发低温（通常<100°C）工艺。

97. “HiPIMS + 直流磁控溅射（DCMS）复合”技术中，HiPIMS主要用于提供什么？

A) 高的沉积速率

B) 高的金属离化率，用于改善薄膜微观结构和台阶覆盖

C) 低的设备成本

D) 简单的工艺控制

答案: B) 高的金属离化率，用于改善薄膜微观结构和台阶覆盖

解析: 复合技术的核心是取长补短。HiPIMS提供高金属离化率（改善薄膜结构和覆盖性），DCMS提供高沉积速率（保证生产效率）。

98.沉积结束后，发现真空室观察窗内侧覆盖了一层均匀的薄膜，这通常说明？

A) 真空室漏气

B) 沉积过程中，粒子发生了各向同性散射（如气压过高）

C) 观察窗密封不好

D) 这是正常现象，无需关注

答案: B) 沉积过程中，粒子发生了各向同性散射(如气压过高)

解析: 在视线传播的PVD过程中，观察窗内侧本不应被直接沉积。出现均匀薄膜表明沉积粒子在飞行过程中与气体分子发生了多次碰撞，散射到各个方向（各向同性），这通常是由于工作气压过高所致。

99. PVD技术用于制备太阳能选择性吸收涂层（如TiAlN/TiAlON/SiO₂多层结构），其核心设计思想是？

A) 在太阳光谱范围内具有高吸收率，在红外波段具有低发射率

B) 在全波段高反射

C) 在全波段高透射

D) 产生美丽的干涉色彩

答案: A) 在太阳光谱范围内具有高吸收率，在红外波段具有低发射率

解析: 太阳能选择性吸收涂层的核心是“选择性”，即最大限度吸收太阳光（可见-近红外波段）并将其转化为热能，同时抑制涂层本身因热辐射（中远红外波段）造成的能量损失（即低发射率）。

100. PVD技术的本质是物理过程，但通过引入反应气体可以实现化合物沉积。这与化学气相沉积（CVD）的根本区别在于？

A) PVD需要真空，CVD不需要

B) PVD的化学反应发生在基片表面或附近，而CVD的气相反应更为重要（对于某些CVD）

C) PVD的源材料来自固态靶材或蒸发料，CVD来自气态前驱体

D) B和C

答案: D) B和C

解析: PVD与CVD的根本区别在于源材料形态（PVD为固态，CVD为气态前驱体）和化学反应发生的位置/重要性（PVD反应主要在基片表面，CVD在气相和表面均可能发生且更为重要）。

评分参考:

90-100分: PVD技术专家。理论扎实，经验丰富，能解决复杂工艺难题。

75-89分: 高级工程师。全面掌握核心知识，具备独立研发和诊断能力。

60-74分: 合格工程师。熟悉主要工艺和原理，可胜任常规生产与维护。

<60分: 入门或需要加强。建议系统学习并多参与实践。

希望这份全新的、聚焦PVD的试题能精准评估您的专业知识水平，并激发更深层次的思考与交流。