化閤物半導體加工中的錶徵 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] 布倫德爾，埃文斯，麥剋蓋爾 編

圖書標籤:

• 化閤物半導體
• 半導體加工
• 材料錶徵
• 薄膜技術
• 器件物理
• 質量控製
• 分析測試
• 微電子學
• 半導體材料
• 錶麵分析

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560342818

版次：1

商品編碼：11402699

包裝：平裝

叢書名： 材料錶徵原版係列叢書

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《化閤物半導體加工中的錶徵(英文)》的主要內容包括： Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series ix；Preface to Series x；Preface to the Reissue of Characterization of CompoundSemiconductor Processing xi；Preface xiii；Contributors xv等。

目錄

Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series ix
Preface to Series x
Preface to the Reissue of Characterization of Compound
Semiconductor Processing xi
Preface xiii
Contributors xv
CHARACTERIZATION OF III—V THIN FILMS FOR
ELECTRONIC DEVICES
III—V COMPOUND SEMICONDUCTOR FILMS FOR
OPTICAL APPLICATIONS
CONTACTS
DIELECTRIC INSULATING LAYERS
OTHER COMPOUND SEMICONDUCTOR FILMS
DEEP LEVEL TRANSIENT SPECTROSCOPY： A CASE STUDY
ON GaAs
APPENDIX： TECHNIQUE SUMMARIES

前言/序言

化閤物半導體加工中的錶徵：一本關於微觀世界的深度探索 在日新月異的科技浪潮中，化閤物半導體材料以其獨特的電子和光學特性，在信息通信、能源轉換、生物傳感等眾多前沿領域扮演著至關重要的角色。從智能手機中的高速處理器，到激光雷達中的關鍵器件，再到高效太陽能電池，無不依賴於化閤物半導體材料的精密製造和性能優化。而這一切的基石，在於對這些微觀材料結構、組成、缺陷以及電學和光學特性的精準把握。這本書《化閤物半導體加工中的錶徵》，正是緻力於深入淺齣地剖析這一關鍵環節，為從事相關研究、開發和生産的科研人員、工程師以及學生提供一份詳盡的參考。 本書並非僅僅羅列各種錶徵技術，而是將這些技術置於化閤物半導體加工的宏大圖景之中。它深刻理解，無論是外延生長、刻蝕、摻雜，還是各種異質結的集成，每一步工藝都可能對材料的微觀特性産生細微甚至顯著的影響。而準確、靈敏的錶徵技術，正是指導工藝優化、診斷失效機製、確保産品質量的“眼睛”和“尺子”。因此，本書的齣發點，是建立一種“錶徵驅動的工藝理解”，讓讀者不僅知其然，更知其所以然。 全書結構嚴謹，邏輯清晰，由淺入深，逐步構建起一套完整的錶徵知識體係。 第一部分：基礎理論與材料體係概述 在正式進入錶徵技術之前，本書首先為讀者梳理瞭化閤物半導體材料的基礎知識。這包括瞭對其晶體結構、能帶理論、以及不同材料體係（如III-V族、II-VI族、氮化物、氧化物半導體等）的特性與優勢進行係統介紹。例如，讀者將瞭解到GaAs、InP、GaN、ZnO等代錶性材料在禁帶寬度、載流子遷移率、發光效率等方麵的差異，以及這些差異如何決定瞭它們在不同應用場景下的適用性。同時，對材料生長過程中可能齣現的晶格失配、應力、相分離等基本問題進行初步的探討，為後續理解錶徵結果埋下伏筆。 第二部分：結構與形貌錶徵技術 材料的宏觀性能，往往源於其微觀的形貌和結構。本部分將重點介紹一係列能夠揭示材料錶麵、截麵形貌以及內部晶體結構的錶徵技術。 掃描電子顯微鏡 (SEM)：作為一種廣泛應用的錶麵形貌觀察技術，SEM能夠提供高分辨率的二維圖像，清晰展現材料錶麵的微觀紋理、顆粒分布、刻蝕形貌等。本書將詳細闡述SEM的成像原理、不同探測器的選擇（二次電子、背散射電子）、以及在化閤物半導體加工中的具體應用，例如觀察外延層的錶麵質量、刻蝕溝道的側壁形貌、薄膜的緻密性等。 透射電子顯微鏡 (TEM)：與SEM主要觀察錶麵不同，TEM能夠穿透薄樣品，提供納米尺度的內部微觀結構信息。本書將深入講解TEM的成像原理（明場、暗場、相位襯度）、電子衍射分析（用於確定晶體結構、取嚮、以及是否存在晶體缺陷如位錯、堆垛層錯），以及高分辨透射電子顯微鏡 (HRTEM) 在解析原子級分辨率結構、界麵錯配、納米結構形貌方麵的強大能力。特彆是在分析復雜的異質結界麵、量子阱結構、納米綫/納米片形貌時，TEM是不可或缺的工具。 原子力顯微鏡 (AFM)：AFM以其超高的錶麵形貌分辨率和三維成像能力，在納米尺度錶麵粗糙度、形貌變化、甚至是分子級厚度的薄膜錶徵方麵錶現齣色。本書將介紹AFM的不同工作模式（接觸模式、非接觸模式、輕敲模式），以及如何利用AFM監測外延生長過程中的錶麵颱階動力學、分析刻蝕後的錶麵平整度、研究納米材料的尺寸分布和錶麵形貌。 X射綫衍射 (XRD)：XRD是鑒定晶體結構、測定晶格常數、分析晶體取嚮、評估晶體質量（如疇尺寸、微應力、織構）以及分析多層結構（如外延層厚度、成分）的基石技術。本書將詳細介紹XRD的基本原理（布拉格定律），不同類型的XRD設備（如粉末XRD、掠入射XRD、高分辨XRD），以及在化閤物半導體加工中，如何利用XRD來精確控製外延層的晶體取嚮、評估外延層的應力狀態、分析摻雜引起的晶格畸變、以及確定多層異質結構的成分和厚度。 第三部分：成分與化學態錶徵技術 材料的化學成分和各元素的化學態，直接決定瞭其電子和光學性質。本部分將聚焦於能夠提供這些信息的錶徵技術。 X射綫光電子能譜 (XPS)：XPS是一種錶麵敏感的化學分析技術，能夠提供錶麵幾納米到幾十納米範圍內的元素組成和化學態信息。本書將闡述XPS的激發原理（光電效應）、譜圖的解析（結閤能、峰強度、峰形），以及在化閤物半導體加工中，如何利用XPS來分析外延層的錶麵汙染、評估界麵氧化層、確定錶麵元素的化學狀態（如氧化態、配位環境），以及監測濺射或退火處理對錶麵化學成分的影響。 俄歇電子能譜 (AES)：AES與XPS類似，同樣是錶麵化學分析技術，但通常具有更高的空間分辨率，能夠進行微區成分分析和深度剖析。本書將對比XPS和AES的優劣，並詳細介紹AES在分析材料的橫嚮成分分布、深度剖析（通過離子濺射結閤AES分析）等方麵的應用，例如追蹤摻雜劑的分布、分析刻蝕工藝對錶麵成分的影響。 二次離子質譜 (SIMS)：SIMS是一種高靈敏度的同位素和元素分析技術，能夠提供痕量元素和同位素的含量信息，並具備良好的深度分辨率。本書將重點介紹SIMS的分析機製，不同類型的SIMS（靜態SIMS、動態SIMS），以及其在化閤物半導體加工中至關重要的應用，例如精確測定外延層中摻雜劑的濃度分布（如Mg、Si、Zn、Be等），分析雜質的擴散行為，以及對超晶格結構進行精確的成分剖析。 能量色散X射綫譜 (EDX/EDS)：EDX常與SEM或TEM聯用，提供元素定性和定量的分析。本書將介紹EDX的原理，其優勢在於可以實現大麵積或微區域的元素成分分析，尤其適用於快速評估材料的整體成分，以及在SEM圖像中定位特定區域的元素組成。 第四部分：電學性能與輸運錶徵技術 化閤物半導體材料的核心價值在於其優異的電學性能。本部分將介紹如何通過各種電學測量來評估材料的導電性、載流子特性以及器件性能。 範德堡法 (Van der Pauw method)：這是測量薄膜材料電阻率和載流子濃度的經典方法。本書將詳細講解其幾何要求、測量步驟、以及如何處理不同樣品形狀和接觸電阻的問題，是評估外延層均一性和摻雜效果的基礎。 霍爾效應測量 (Hall effect measurement)：霍爾效應測量能夠直接測定載流子濃度、載流子遷移率和導電類型。本書將深入闡述霍爾效應的物理原理，不同溫度和磁場下的測量方法，以及如何利用霍爾效應來評估材料的載流子傳輸特性，這是理解材料導電機製的關鍵。 歐姆接觸測量 (Ohmic contact measurement)：高質量的歐姆接觸是構建高性能半導體器件的前提。本書將介紹肖特基阻擋測量 (Schottky barrier height measurement)、轉移長度法 (Transfer Length Method, TLM) 等技術，用於評估和優化金屬與半導體之間的接觸電阻，確保電信號的有效注入和輸齣。 C-V (電容-電壓) 特性測量：C-V測量是分析PN結、MOS結構以及異質結肖特基結的重要手段。本書將講解如何通過C-V測量來確定結的摻雜濃度剖麵、肖特基勢壘高度、以及界麵陷阱密度等關鍵參數，對於理解器件的電學行為至關重要。 瞬態光電導衰減 (TPCD) 和瞬態結衰減 (TSDC)：這些技術能夠錶徵半導體材料中的深能級陷阱和缺陷，它們對載流子壽命和器件性能有顯著影響。本書將介紹這些技術的原理和應用，用於評估材料的純度和缺陷密度。 第五部分：光學性能與光電器件錶徵技術 許多化閤物半導體材料的突齣優勢在於其獨特的光學特性，例如發光和光吸收能力。本部分將聚焦於相關的錶徵方法。 光緻發光 (PL)：PL是一種非破壞性的光學檢測技術，通過激發樣品並發射光，來研究材料的帶隙、雜質能級、缺陷態以及載流子復閤機製。本書將詳細介紹不同激勵源（如激光）、探測器、以及溫度和氣氛對PL譜的影響，並重點闡述如何利用PL譜來評估外延層的質量、確定摻雜劑和缺陷的發光特性、以及研究量子結構的激子行為。 吸收光譜 (Absorption Spectroscopy)：測量材料對光的吸收能力，可以用於確定材料的帶隙、吸收邊以及檢測特定的吸收峰。本書將介紹不同類型的吸收光譜測量，以及其在評估光電器件（如太陽能電池、光探測器）性能中的作用。 電緻發光 (EL)：EL是在外加電場作用下材料産生的光發射，是直接評估發光器件（如LED、激光器）性能的關鍵方法。本書將介紹EL的測量原理，以及如何通過EL譜來分析發光波長、峰強度、光譜展寬等，從而評估器件的發光效率、光譜純度和材料均勻性。 光電流譜 (Photo-current Spectroscopy)：測量在光照下器件産生的電流，可以用於分析光電探測器的響應範圍和靈敏度，以及評估太陽能電池的光電轉換效率。 第六部分：缺陷錶徵與失效分析 在半導體加工過程中，缺陷的産生是難以避免的，但其種類、密度和分布直接影響材料和器件的性能甚至可靠性。本部分將專門探討缺陷的錶徵方法，以及如何利用這些方法進行失效分析。 缺陷成像技術：除瞭TEM能直接觀察位錯等晶體缺陷外，還包括如拉光法、化學腐蝕法等宏觀缺陷的觀察技術。 電子束誘導電流 (EBIC)：EBIC是一種能夠探測材料內部電學活性缺陷（如位錯、空位團、夾雜物）的SEM技術。它能夠直接將缺陷與電學性能關聯起來。 深能級瞬態譜 (DLTS)：DLTS是錶徵半導體材料中深能級缺陷最有效的方法之一，能夠定量測量缺陷的能級、截麵以及陷阱密度。 掃描開爾文探針顯微鏡 (SKPM)：SKPM能夠繪製樣品錶麵的功函數分布，用於研究錶麵態、界麵電荷分布以及探測電學活性的缺陷區域。 失效模式分析：結閤上述多種錶徵技術，對器件或材料失效進行係統性的分析，找齣失效的根源，從而指導工藝改進，提高産品的可靠性。 第七部分：錶徵數據的集成與工藝優化 本書的最後一部分，將強調不同錶徵技術之間的數據集成以及如何將錶徵結果有效地反饋到工藝優化中。本書認為，單一的錶徵技術往往隻能提供片麵的信息，隻有將結構、成分、電學和光學等不同維度的數據進行整閤分析，纔能更全麵地理解材料的性能與工藝之間的內在聯係。例如，通過SEM觀察到的錶麵形貌，結閤XRD的晶體質量分析，以及PL譜的發光特性，可以全麵評估外延層的生長質量。 本書的寫作風格力求嚴謹而不失生動，每種錶徵技術都會配以大量的典型案例，展示其在實際化閤物半導體加工過程中的應用。無論是MOCVD、MBE等外延生長過程的監控，還是乾法、濕法刻蝕工藝的優化，亦或是金屬化、鈍化等後道工序的質量控製，讀者都能從中找到相關的錶徵解決方案。 總而言之，《化閤物半導體加工中的錶徵》是一本集理論深度、技術廣度、應用實踐於一體的專著。它不僅是化閤物半導體領域研究人員的案頭必備，也是相關工程技術人員提升技能、解決實際問題的有力助手。通過深入學習本書，讀者將能夠更精準地“看見”微觀世界的奧秘，從而在化閤物半導體的加工與應用中取得更大的突破。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目——《化閤物半導體加工中的錶徵》——直接觸及瞭我一直以來非常感興趣的一個交叉學科領域。在我的職業生涯中，我經常需要處理來自不同技術背景的團隊所提供的數據和報告，其中半導體相關的知識常常是理解整體項目進展的關鍵。化閤物半導體，尤其是在其高性能應用方麵，例如5G通信、電動汽車功率器件、以及更高效的LED照明等，其發展速度令人驚嘆。然而，這種快速發展背後，必然是對材料性能和加工工藝有著極其精細的控製要求。我理解“錶徵”在這裏扮演的角色，不僅僅是簡單的測量，更是一種深入理解材料微觀結構、物理化學性質以及電學行為的手段，它是優化加工工藝、提升器件性能、甚至是發現新材料的“鑰匙”。我渴望瞭解書中是如何闡述這些錶徵技術的，它們是否能夠幫助我更好地理解那些晦澀的材料科學報告，以及如何將這些知識應用到我所處的更廣泛的工程領域中，從而做齣更明智的技術決策。

評分☆☆☆☆☆

我個人在工作中經常會接觸到一些關於新材料開發的討論，而化閤物半導體絕對是其中最令人興奮的方嚮之一。每一次聽到“氮化鎵”、“砷化鎵”這些名詞，我都會被其背後蘊含的巨大技術能量所吸引。然而，將這些理論上的優異性能轉化為實際可用的産品，其中必然充滿瞭無數的挑戰，而“錶徵”正是剋服這些挑戰的基石。這本書的書名《化閤物半導體加工中的錶徵》，立刻吸引瞭我的目光。它讓我聯想到，在復雜的半導體製造過程中，我們不能僅僅是“製造”齣一些東西，更重要的是要“知道”我們製造齣來的東西是什麼樣的，它的性能如何，是否存在缺陷。這就像是在建造一座摩天大樓，不僅要有精密的藍圖，還需要在建造過程中不斷地進行質量檢測，確保每一根鋼筋、每一塊混凝土都符閤標準。我對書中可能涉及的各種先進錶徵技術，例如X射綫衍射、拉曼光譜、原子力顯微鏡等等，充滿瞭期待，希望能夠通過這本書，對這些技術的原理、應用範圍以及在化閤物半導體加工中的重要性有一個係統而深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《化閤物半導體加工中的錶徵》這個書名時，我腦海中立即浮現齣一幅畫麵：實驗室裏，各種精密儀器嗡嗡作響，科研人員身著無塵服，一絲不苟地進行著操作。化閤物半導體，因其超越傳統矽基材料的優異性能，正逐漸成為現代科技發展的重要驅動力，從手機芯片到衛星通信，幾乎無處不在。然而，這些高性能的背後，是極其復雜和精密的加工過程。而“錶徵”，在我看來，就是這個過程中不可或缺的“眼睛”和“診斷師”。它決定瞭我們能否準確地知道材料的成分是否純淨、晶體結構是否完好、錶麵是否平整、電學特性是否達標。沒有有效的錶徵，一切的加工努力都可能付諸東流。我非常期待這本書能夠詳細介紹那些用於化閤物半導體加工的各種錶徵技術，例如如何通過各種顯微技術觀察微觀形貌，如何利用光譜分析化學成分，以及如何通過電學測量評估器件性能。我希望能夠從中學習到，這些先進的錶徵方法是如何被應用到實際的生産流程中，又是如何幫助科學傢和工程師們解決在加工過程中遇到的各種難題，從而推動整個化閤物半導體産業的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《化閤物半導體加工中的錶徵》，讓我聯想到瞭一場精密的“手術”的術前診斷與術中監測。在化閤物半導體領域，材料的純度、摻雜濃度、界麵質量、缺陷密度等等，都直接影響著器件的性能。想象一下，科學傢們如何在實驗室裏，用各種尖端的儀器，比如電子顯微鏡，去觀察原子級彆的結構；如何用光譜技術，去辨彆材料的細微成分差異；如何用電學測量，去評估載流子遷移率和擊穿電壓。這些“錶徵”過程，就好比是醫生在診斷病情時，需要通過X光、CT、血液檢查等一係列手段，來準確把握病竈所在，並製定治療方案。對於我這樣一名非專業背景的讀者來說，這本書提供瞭一個絕佳的窗口，讓我得以窺探這一復雜而迷人的技術世界。我非常好奇，書中所介紹的各種錶徵技術，是如何在實際的化閤物半導體加工流程中應用的，它們各自的優勢和局限是什麼，以及最新的技術發展趨勢又將如何改變這一領域。

評分☆☆☆☆☆

初次拿到《化閤物半導體加工中的錶徵》這本書，就被其厚重的體積和嚴謹的封麵設計所吸引。封麵上那精細的半導體器件微觀結構圖，仿佛預示著內容的深度與專業性。我一直對微電子技術領域充滿好奇，尤其是在我從事的某一相關行業中，對高性能半導體材料的需求日益增長。化閤物半導體，因其獨特的電子和光學性質，在許多前沿科技領域扮演著至關重要的角色，例如高速通信、光電探測以及新能源等。然而，要將這些高性能材料轉化為實際可用的器件，其背後的加工過程絕非易事，而“錶徵”無疑是連接理論與實踐的關鍵環節。我腦海中浮現齣無數關於材料成分、晶體結構、錶麵形貌、電學性能等方方麵麵的問題，這些都極大地激發瞭我想要深入瞭解這本書的興趣。我期待它能為我揭示化閤物半導體從原材料到最終産品的整個生命周期中，那些至關重要的“診斷”手段和“體檢”方法，從而幫助我更深刻地理解這些神奇材料的潛力與局限。