電子材料實驗

前言

　　電子器件芯片是當(dāng)今這個信息社會的技術(shù)基礎(chǔ)，不管是高科技產(chǎn)品還是日常生活中極其普通的電子產(chǎn)品，其功能都要由集成電路芯片來實現(xiàn)。如今在金融、電力、運輸?shù)戎匾块T已基本實現(xiàn)了信息化，芯片對一個國家的經(jīng)濟(jì)和安全也有著重要的影響。而以晶體管、二極管為單元的各種半導(dǎo)體器件是構(gòu)成集成電路芯片的基本單元?，F(xiàn)在大部分的半導(dǎo)體器件是由硅（Si）單晶制作的，在光通訊領(lǐng)域中則是以砷化鎵（GaAs）之類的化合物半導(dǎo)體制作。今天的電子學(xué)與信息技術(shù)幾乎都是建立在由硅材料制成的器件基礎(chǔ)之上，所以半導(dǎo)體材料特別是硅材料已成為這個時代最具特征性的材料之一。一般常把用于電子工業(yè)的材料稱為電子材料，本書中實驗所涉及的主要是從屬于信息功能的半導(dǎo)體材料為主的電子材料?！　?fù)旦大學(xué)自1982年在國內(nèi)綜合性大學(xué)中成立材料科學(xué)系以來，率先為電子材料專業(yè)本科生開設(shè)電子材料實驗課程，開始進(jìn)行專業(yè)實驗課程建設(shè)。1992年，復(fù)旦大學(xué)的材料科學(xué)系設(shè)立材料物理（電子材料）專業(yè)和材料化學(xué)專業(yè)，“電子材料實驗”就一直是這兩個專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程，“電子材料實驗”講義中的大部分實驗已在十幾屆同學(xué)中使用檢驗，近年來新開的實驗也已在幾屆同學(xué)中使用過多次。本教材是根據(jù)國家教育部1998年調(diào)整的材料類專業(yè)實驗教學(xué)要求，在“電子材料實驗”講義的基礎(chǔ)上編著的。本書共編寫了24個實驗，其中有半導(dǎo)體材料物理性能參數(shù)測試（電阻率、硅片微區(qū)電阻率變化及其深度分布、范德堡一霍耳效應(yīng)、硅單晶雜質(zhì)補(bǔ)償度、MOS電容一電壓特性、硅一二氧化硅界面態(tài)密度分布、硅中深能級中心、硅單晶晶軸和薄膜折射率及厚度）9個實驗，光譜分析技術(shù)（光致發(fā)光譜、傅里葉變換紅外光譜、原子吸收光譜和X射線光電子能譜）4個實驗，電子顯微分析技術(shù)（掃描電子顯微鏡、掃描電鏡X射線能譜和透射電子顯微術(shù)）3個實驗，材料制備技術(shù)（低壓化學(xué)氣相淀積多晶硅、SiH4-NH3淀積氮化硅、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積氧化硅、金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積鈦酸鉛和多孔硅材料制備）5個實驗，此外3個實驗分別是半導(dǎo)體集成電路的解剖分析、通用有限元軟件ANSYS推焊球應(yīng)力分析和集成電路CAD基礎(chǔ)實驗。其中，很多實驗建立在復(fù)旦教師長期科研工作基礎(chǔ)之上，并經(jīng)過多年的教學(xué)實踐改進(jìn)成為教學(xué)實驗。本書的每個實驗都較為系統(tǒng)地介紹了基本原理、實驗方法、實驗內(nèi)容（實驗步驟）、結(jié)果與討論、思考題、附錄等，并給出了參考文獻(xiàn)。本書的大部分實驗可用于本科生的專業(yè)實驗教學(xué)，有些實驗可用于材料科學(xué)專業(yè)的研究生實驗。

內(nèi)容概要

　　《電子材料實驗》是材料類專業(yè)大學(xué)生的一門專業(yè)實驗教材?！峨娮硬牧蠈嶒灐饭簿帉懥?4個實驗，內(nèi)容包括：半導(dǎo)體材料基本物理性能參數(shù)測試，光譜分析技術(shù)，電子顯微分析技術(shù)，材料制備技術(shù)，集成電路解剖分析，ANSYS應(yīng)力模擬分析和集成電路CAD基礎(chǔ)等?！　　峨娮硬牧蠈嶒灐房勺鳛椴牧衔锢韺I(yè)和材料化學(xué)專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生和研究生的實驗教材或參考書，也可供從事相關(guān)工作的科技人員使用。

作者簡介

　　宗祥福1956年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)物理系?，F(xiàn)任國際歐亞科學(xué)院院士，復(fù)旦大學(xué)首席教授，博士生導(dǎo)師，上海交通大學(xué)特聘教授，上海交通大學(xué)制造科學(xué)與技術(shù)研究所所長，曾任復(fù)旦大學(xué)技術(shù)科學(xué)與工程學(xué)院院長、材料科學(xué)系系主任、材料科學(xué)研究所所長及國家微電子材料與元器件微分析中心主任、國家教育部理科材料科學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會副主任、亞太地區(qū)微分析協(xié)會主席、歐洲微束分析委員會國際顧問，是同濟(jì)大學(xué)、香港城市大學(xué)、日本學(xué)習(xí)院大學(xué)、美國新澤西理工學(xué)院等國內(nèi)外多所大學(xué)的名譽(yù)教授和訪問教授。同時，也是新加坡世界科學(xué)出版公司顧問和美國福特汽車公司亨利福特汽車信息電子教授?！　∽谙楦＝淌诘难芯款I(lǐng)域是材料科學(xué)與工程中的半導(dǎo)體材料與器件關(guān)系、晶體中雜質(zhì)與缺陷、新型電子材料和微分析技術(shù)；他的“用于大規(guī)模集成電路的硅內(nèi)吸除技術(shù)”攻關(guān)項目獲電子工業(yè)部科技成果二等獎（1985年），“光控固態(tài)繼電器研究”項目獲得國家教委科技進(jìn)步二等獎（1988年），“優(yōu)化過程中材料工藝、缺陷分析”攻關(guān)項目獲國家教委科技進(jìn)步獎（1991年）。20世紀(jì)90年代，他在復(fù)旦大學(xué)組建了國家微電子材料與元器件微分析中心，面向產(chǎn)業(yè)為我國的微電子產(chǎn)業(yè)服務(wù)取得多項成果。“微電子材料與元器件微分析技術(shù)”項目獲上海市科技進(jìn)步一等獎（1996年）及國家教委科技進(jìn)步三等獎（1995年），“發(fā)展微分析技術(shù)的研究”攻關(guān)項目獲國家計委、科委、財政部聯(lián)合頒發(fā)的國家“八五”科技攻關(guān)重大科技成果獎（1996年），“集成電路的工藝材料診斷和新產(chǎn)品開發(fā)的研究”項目獲上海市優(yōu)秀產(chǎn)學(xué)研項目一等獎（1997年）、上海市科技進(jìn)步二等獎（1998年）。　　宗祥福教授從事高等院校教學(xué)和科研工作四十多年，先后獲上海市、國家教委和國家科委授予的上海市先進(jìn)科技工作者稱號（1979年）、國家教委全國優(yōu)秀教師稱號（1989年）和全國高等學(xué)校先進(jìn)科技工作者稱號（1990年）。他的主要著譯作有：《材料質(zhì)量對器件制作的影響》、《超大規(guī)模集成電路電鏡分析》、《The Chinese ElectroniceIndustry，CRC Press LLC（1999）》、《材料物理基礎(chǔ)》和《電子材料實驗》。另外，在國內(nèi)外科技期刊上發(fā)表論文70余篇。　　李川1965年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)物理系。高級工程師。在復(fù)旦大學(xué)物理系半導(dǎo)體物理教研室和材料科學(xué)系材料物理教研室從事電子材料分析測試教學(xué)和科研工作。他參與的“ZLF－1型直接成像式離子質(zhì)譜儀”攻關(guān)項目獲全國科技大會重大科研成果獎（1978年），“X射線光電子能譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”項目獲上海市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎（1987年）。1991年，“優(yōu)化過程中材料、工藝缺陷分析”項目榮獲機(jī)械電子工業(yè)部頒發(fā)的“七五”科技攻關(guān)項目做出突出成績的榮譽(yù)證書，獲得國家教委科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎（1992年）。1998年，榮獲復(fù)旦大學(xué)“海德萬”教學(xué)獎。

書籍目錄

實驗一　四探針法測量電阻率實驗二　擴(kuò)展電阻法測量硅片微區(qū)電阻率變化及其深度分布實驗三　范德堡-霍耳效應(yīng)實驗實驗四　硅單晶雜質(zhì)補(bǔ)償度的測量實驗五　MOS電容-電壓特性測量實驗六　用準(zhǔn)靜態(tài)技術(shù)測量硅-二氧化硅界面態(tài)密度分布實驗七　深能級瞬態(tài)譜法（DLTS）測定硅中深能級中心實驗八　砷化鎵的光致發(fā)光（PL）譜實驗九　激光測定硅單晶晶軸實驗十　橢偏法測量薄膜折射率及厚度實驗十一　掃描電子顯微鏡實驗十二　半導(dǎo)體集成電路的解剖分析實驗十三　掃描電鏡X射線能譜分析實驗十四　透射電子顯微術(shù)實驗十五　傅里葉變換紅外光譜法（FTR）測定硅中雜質(zhì)氧的含量實驗十六　原子吸收光譜分析實驗十七　X射線光電子能譜分析實驗十八　低壓化學(xué)氣相淀積多晶硅實驗十九　用SiH4－NH3淀積氮化硅實驗二十　等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積氧化硅實驗二十一　金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積（MOCVD）鈦酸鉛實驗二十二　多孔硅材料的制備實驗二十三　通用有限元軟件ANSYS推焊球應(yīng)力分析實驗二十四　集成電路CAD基礎(chǔ)

圖書封面

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