半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理

前言

　　材料是人類物質(zhì)生活和文明進(jìn)步的基礎(chǔ)，新材料是現(xiàn)代文明社會(huì)和高新技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)，半導(dǎo)體材料是支撐現(xiàn)代信息社會(huì)的基石?！　≡诮陙?，半導(dǎo)體材料得到了迅猛的發(fā)展，Ge、Si、GaAs、Znse、金剛石、SiC、GaN、znO，從窄禁帶到寬禁帶，從紅外到紫外，半導(dǎo)體材料的研究掀起了一輪又一輪的高潮。隨著半導(dǎo)體材料和微電子、光電子高科技的迅速發(fā)展，對(duì)薄膜材料和器件制備技術(shù)及其相關(guān)物理知識(shí)的了解和研究顯得尤為重要。先進(jìn)的薄膜生長(zhǎng)制備技術(shù)是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體材料和器件的基礎(chǔ)和保證。從20世紀(jì)60年代初外延生長(zhǎng)技術(shù)被應(yīng)用在半導(dǎo)體領(lǐng)域以來，特別是最近幾年，新型半導(dǎo)體材料、新型光電器件、超大規(guī)模集成電路的研制，促進(jìn)了薄膜生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展。半導(dǎo)體薄膜制備技術(shù)的高度發(fā)展，不僅為新型半導(dǎo)體器件的研制創(chuàng)造了條件，也為半導(dǎo)體理論的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！　“雽?dǎo)體薄膜技術(shù)與物理已成為一門內(nèi)容豐富的專業(yè)課程，也是人們研究的一個(gè)重要方向。葉志鎮(zhèn)教授從事半導(dǎo)體材料與器件的研究已有20余年，具有近20年半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為此，作者結(jié)合多年的教學(xué)科研實(shí)踐，在本書中向讀者全面地介紹了各種半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理。本書除了介紹最基本的薄膜生長(zhǎng)知識(shí)外，還盡量多地介紹了國(guó)內(nèi)外最新的研究進(jìn)展，特別是新型半導(dǎo)體薄膜材料的生長(zhǎng)技術(shù)和物理基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

　　《半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》全面系統(tǒng)地介紹了半導(dǎo)體薄膜的各種制備技術(shù)及其相關(guān)的物理基礎(chǔ)。全書共分十章。第一章概述了真空技術(shù)，第二至第八章分別介紹了蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積、脈沖激光沉積、分子束外延、液相外延、濕化學(xué)合成等各種半導(dǎo)體薄膜的沉積技術(shù)，第九章介紹了半導(dǎo)體超晶格、量子阱的基本概念和理論，第十章介紹了典型薄膜半導(dǎo)體器件的制備技術(shù)?！　　栋雽?dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》文字?jǐn)⑹錾狭η笞龅缴钊霚\出，內(nèi)容上深度和寬度相結(jié)合，理論和實(shí)踐相結(jié)合，以半導(dǎo)體薄膜技術(shù)為重點(diǎn)，結(jié)合半導(dǎo)體材料和器件的性能介紹，同時(shí)還介紹了半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理領(lǐng)域的新概念、新進(jìn)展、新成果和新技術(shù)?！栋雽?dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》具有內(nèi)容翔實(shí)、概念清楚、圖文并茂的特點(diǎn)?！　　栋雽?dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》讀者對(duì)象廣泛，可作為高等院校材料、物理、電子、化學(xué)等學(xué)科的研究生或高年級(jí)本科生的半導(dǎo)體薄膜技術(shù)課程的教材，也可作為從事半導(dǎo)體材料、薄膜材料、光電器件等領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員的參考書籍。

作者簡(jiǎn)介

　　葉志鎮(zhèn)，男，1955年5月生于浙江溫州。1987年獲浙江大學(xué)光儀系工學(xué)博士學(xué)位；畢業(yè)后留校工作，1990～1992年留學(xué)美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）；1994年晉升為教授；1996年選為博導(dǎo)?，F(xiàn)為浙江大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院副院長(zhǎng)、浙江大學(xué)納米中心主任?！　?988年進(jìn)入浙江大學(xué)材料系，在硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一直從事半導(dǎo)體薄膜教學(xué)科研工作，主要研究方向：Zn0薄膜材料制備、物性調(diào)控及光電應(yīng)用；納米薄層材料高真空CVD技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用?，F(xiàn)兼任國(guó)家自然科學(xué)基金委信息科學(xué)部評(píng)審組成員，全國(guó)電子材料專委副主任，全國(guó)半導(dǎo)體與集成技術(shù)、半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體物理專委委員等。

書籍目錄

第1章 真空技術(shù)1.1 真空的基本概念1.1.1 真空的定義1.1.2 真空度單位1.1.3 真空區(qū)域劃分1.2 真空的獲得1.3 真空度測(cè)量1.3.1 熱傳導(dǎo)真空計(jì)1.3.2 熱陰極電離真空計(jì)1.3.3 冷陰極電離真空計(jì)1.4 真空度對(duì)薄膜工藝的影響參考文獻(xiàn)第2章 蒸發(fā)技術(shù)2.1 發(fā)展歷史與簡(jiǎn)介2.2 蒸發(fā)的種類2.2.1 電阻熱蒸發(fā)2.2.2 電子束蒸發(fā)2.2.3 高頻感應(yīng)蒸發(fā)2.2.4 激光束蒸發(fā)2.2.5 反應(yīng)蒸發(fā)2.3 蒸發(fā)的應(yīng)用實(shí)例2.3.1 Cu（In，Ga）Se2薄膜2.3.2 ITO薄膜參考文獻(xiàn)第3章 濺射技術(shù)3.1 濺射基本原理3.2 濺射主要參數(shù)3.2.1 濺射閩和濺射產(chǎn)額3.2.2 濺射粒子的能量和速度3.2.3 濺射速率和淀積速率3.3 濺射裝置及工藝3.3.1 陰極濺射3.3.2 三極濺射和四極濺射3.3.3 射頻濺射3.3.4 磁控濺射3.3.5 反應(yīng)濺射3.4 離子成膜技術(shù)3.4.1 離子鍍成膜3.4.2 離子束成膜3.5 濺射技術(shù)的應(yīng)用3.5.1 濺射生長(zhǎng)過程3.5.2 濺射生長(zhǎng)Zno薄膜的性能參考文獻(xiàn)第4章 化學(xué)氣相沉積4.1 概述4.2 硅化學(xué)氣相沉積4.2.1 CVD反應(yīng)類型4.2.2 CVD熱力學(xué)分析4.2.3 CVD動(dòng)力學(xué)分析4.2.4 不同硅源的外延生長(zhǎng)4.2.5 成核4.2.6 摻雜4.2.7 外延層質(zhì)量4.2.8 生長(zhǎng)工藝4.3 CVD技術(shù)的種類4.3.1 常壓CVD4.3.2 低壓CVD4.3.3 超高真空CVD4.4 能量增強(qiáng)CVD技術(shù)4.4.1 等離子增強(qiáng)CVD4.4.2 光增強(qiáng)CVD4.5 鹵素輸運(yùn)法4.5.1 氯化物法4.5.2 氫化物法4.6 MOCVD技術(shù)4.6.1 MOCVD簡(jiǎn)介4.6.2 MOCVD生長(zhǎng)GaAs4.6.3 MOCVD生長(zhǎng)GaN4.6.4 MOCVD生長(zhǎng)ZnO4.7 特色CVD技術(shù)4.7.1 選擇外延CVD技術(shù)4.7.2 原子層外延參考文獻(xiàn)第5章 脈沖激光沉積5.1 脈沖激光沉積概述5.2 PLD的基本原理5.2.1 激光與靶的相互作用5.2.2 燒蝕物的傳輸5.2.3 燒蝕粒子在襯底上的沉積5.3 顆粒物的抑制5.4 PLD在Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜中的應(yīng)用5.4.1 ZnO薄膜的PLD生長(zhǎng)5.4.2 其他Ⅱ-Ⅵ族化合物的PLD生長(zhǎng)參考文獻(xiàn)第6章 分子束外延6.1 引言6.2 分子束外延的原理和特點(diǎn)6.3 外延生長(zhǎng)設(shè)備6.4 分子束外延生長(zhǎng)硅6.4.1 表面制備6.4.2 外延生長(zhǎng)6.4.3 摻雜6.4.4 外延膜的質(zhì)量診斷6.5 分子束外延生長(zhǎng)Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)6.5.1 MBE生長(zhǎng)GaAs6.5.2 MBE生長(zhǎng)InAs／GaAs6.5.3 MBE生長(zhǎng)GaN6.6 分子束外延生長(zhǎng)Ⅱ一Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)6.6.1 HgCdTe材料6.6.2 CdTe／Si的外延生長(zhǎng)6.6.3 HgCdTe／Si的外延生長(zhǎng)6.6.4 ZnSe、ZnTe6.6.5 ZnO薄膜6.7 分子束外延生長(zhǎng)其他半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)6.7.1 SiC：材料6.7.2 生長(zhǎng)小尺寸Ge／Si量子點(diǎn)6.7.3 生長(zhǎng)有機(jī)半導(dǎo)體薄膜參考文獻(xiàn)第7章 液相外延7.1 液相外延生長(zhǎng)的原理7.1.1 液相外延基本概況7.1.2 硅液相外延生長(zhǎng)的原理7.2 液相外延生長(zhǎng)方法和設(shè)備7.3 液相外延生長(zhǎng)的特點(diǎn)7.4 液相外延的應(yīng)用實(shí)例7.4.1 硅材料7.4.2 Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體材料7.4.3 碲鎘汞（Hgl-rCdrTe）材料7.4.4 SiC材料參考文獻(xiàn)第8章 濕化學(xué)制備方法8.1 溶膠-凝膠技術(shù)第9章 半導(dǎo)體超晶格和量子阱第10章 半導(dǎo)體器件制備技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　蒸發(fā)技術(shù)　　物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱PVD）是指在一定的真空條件下，利用熱蒸發(fā)或輝光放電或弧光放電等物理過程使材料沉積在襯底上的薄膜制備技術(shù)。PVD是應(yīng)用極為廣泛的成膜技術(shù)，涉及化工、核工程、微電子以及相關(guān)工業(yè)工程。它主要分為三類：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。相對(duì)于PVD技術(shù)的三個(gè)分類，相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)。本章介紹的是PVD技術(shù)的第一類——一真空蒸發(fā)鍍膜法，而真空濺射鍍膜和離子鍍膜將在下一章中予以介紹?！　　?.1　發(fā)展歷史與簡(jiǎn)介　　將固體材料置于高真空環(huán)境中加熱，使之升華或蒸發(fā)并沉積在特定襯底上以獲得薄膜的工藝方法，稱為真空蒸發(fā)鍍膜法（簡(jiǎn)稱蒸鍍）。

編輯推薦

　　《半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》共分十章，以葉志鎮(zhèn)教授“半導(dǎo)體薄膜技術(shù)物理”講義為基礎(chǔ)編撰而成。第一章敘述了真空技術(shù)的基本知識(shí)；第二章至第八章是《半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理》的核心內(nèi)容，結(jié)合各種半導(dǎo)體材料，詳細(xì)介紹了蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積、脈沖激光沉積、分子束外延、液相沉積和濕化學(xué)合成等半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理；第九章介紹了超晶格的相關(guān)知識(shí)，超晶格、量子阱是現(xiàn)代新型半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)和關(guān)鍵；第十章介紹了典型薄膜半導(dǎo)體器件的制備技術(shù)，包括發(fā)光二極管、薄膜晶體管和紫外探測(cè)器。

圖書封面

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