半导体薄膜技术与物理

第1章真空技术

§1.1真空的基本概念

1.1.1真空的定义

1.1.2真空度单位

1.1.3真空区域划分

§1.2真空的获得

§1.3真空度测量

1.3.1热传导真空计

1.3.2热阴极电离真空计

1.3.3冷阴极电离真空计

§1.4真空度对薄膜工艺的影响

参考文献

第2章蒸发技术

§2.1发展历史与简介

§2.2蒸发的种类

2.2.1电阻热蒸发

2.2.2电子束蒸发

2.2.3高频感应蒸发

2.2.4激光束蒸发

2.2.5反应蒸发

§2.3蒸发的应用实例

2.3.1Cu(In，Ga)Se2薄膜

2.3.2ITO薄膜

参考文献

第3章溅射技术

§3.1溅射基本原理

§3.2溅射主要参数

3.2.1溅射闽和溅射产额

3.2.2溅射粒子的能量和速度

3.2.3溅射速率和淀积速率

§3.3溅射装置及工艺

3.3.1阴极溅射

3.3.2三极溅射和四极溅射

3.3.3射频溅射

3.3.4磁控溅射

3.3.5反应溅射

§3.4离子成膜技术

3.4.1离子镀成膜

3.4.2离子束成膜

§3.5溅射技术的应用

3.5.1溅射生长过程

3.5.2溅射生长Zno薄膜的性能

参考文献

第4章化学气相沉积

§4.1概述

§4.2硅化学气相沉积

4.2.1CVD反应类型

4.2.2CVD热力学分析

4.2.3CVD动力学分析

4.2.4不同硅源的外延生长

4.2.5成核

4.2.6掺杂

4.2.7外延层质量

4.2.8生长工艺

§4.3CVD技术的种类

4.3.1常压CVD

4.3.2低压CVD

4.3.3超高真空CVD

§4.4能量增强CVD技术

4.4.1等离子增强CVD

4.4.2光增强CVD

§4.5卤素输运法

4.5.1氯化物法

4.5.2氢化物法

§4.6MOCVD技术

4.6.1MOCVD简介

4.6.2MOCVD生长GaAs

4.6.3MOCVD生长GaN

4.6.4MOCVD生长ZnO

§4.7特色CVD技术

4.7.1选择外延CVD技术

4.7.2原子层外延

参考文献

第5章脉冲激光沉积

§5.1脉冲激光沉积概述

§5.2PLD的基本原理

5.2.1激光与靶的相互作用

5.2.2烧蚀物的传榆

5.2.3烧蚀粒子在衬底上的沉积

§5.3颗粒物的抑制

§5.4PLD在Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜中的应用

5.4.1ZnO薄膜的PLD生长

5.4.2其他Ⅱ-Ⅵ族化合物的PLD生长

参考文献

第6章分子束外延

§6.1引言

§6.2分子束外延的原理和特点

§6.3外延生长设备

§6.4分子束外延生长硅

6.4.1表面制备

6.4.2外延生长

6.4.3掺杂

6.4.4外延膜的质量诊断

§6.5分子束外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料和结构

6.5.1MBE生长GaAs

6.5.2MBE生长InAs/GaAs

6.5.3MBE生长GaN

§6.6分子束外延生长Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料和结构

6.6.1HgCdTe材料

6.6.2CdTe/Si的外延生长

6.6.3HgCdTe/Si的外延生长

6.6.4ZnSe、ZnTe

6.6.5ZnO薄膜

§6.7分子束外延生长其他半导体材料和结构

6.7.lSiC材料

6.7.2生长小尺寸Gc／Si量子点

6.7.3生长有机半导体薄膜

参考文献

第7章液相外延

§7.1液相外延生长的原理

7.1.1液相外延基本概况

7.1.2硅液相外延生长的原理

§7.2液相外延生长方法和设备

§7.3液相外延生长的特点

§7.4液相外延的应用实例

7.4.1硅材料

7.4.2Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料

7.4.3碲镉汞(Hg1-xCdxTe)材料

7.4.4SiC材料

参考文献

第8章湿化学制备方法

§8.1溶胶-凝胶技术

8.1.1Sol-Gcl的生长机制

8.1.2Sol-Gcl的工艺过程

8.1.3Sol-Gcl合成TiO2薄膜

8.1.4Sol-Gcl的优点和缺点

§8.2喷雾热分解技术

8.2.1喷雾热分解的种类

8.2.2喷雾热分解的生长过程

8.2.3喷雾热分解的应用介绍

8.2.4喷雾热分解制备ZnO薄膜

§8.3液相电沉积技术

8.3.1电沉积简介

8.3.2电沉积制备类金刚石薄膜

参考文献

第9章半导体超品格和量子阱

§9.1引言

§9.2半导体超品格、量子阱的概念和分类

9.2.1组分超晶格

9.2.2掺杂超晶格

9.2.3应变超晶格

9.2.4调制掺杂超晶格

§9.3半导体超品格、量子阱的量子特性

9.3.1量子约束效应

9.3.2量子隧穿和超晶格微带效应

9.3.3共振隧穿效应

§9.4半导体超品格、量子阱的结构和器件应用介绍

9.4.1GaAs/AlxGa1-xAs体系

9.4.2ZnSe基异质结、量子阱结构

参考文献

第10章半导体器件制备技术

§10.1衬底材料的清洗

§10.2发光二极管

10.2.1GaN基LED

10.2.2ZnO基LED

10.2.3白光LED

§10.3薄膜晶体管

10.3.1薄膜晶体管的工作原理

10.3.2非晶硅薄膜晶体管

10.3.3多晶硅薄膜晶体管

10.3.4有机薄膜晶体管

10.3.5ZnO薄膜晶体管

§10.4光电探测器

10.4.1光电导探测器

10.4.2肖特基型光电探测器

10.4.3p-n结型光电探测器

10.4.4改进型光电二极管

参考文献

　　本书全面系统地介绍了半导体薄膜的各种制备技术及其相关的物理基础。本书共分十章，以叶志镇教授“半导体薄膜技术物理”讲义为基础编撰而成。第一章叙述了真空技术的基本知识；第二章至第八章是本书的核心内容，结合各种半导体材料，详细介绍了蒸发、溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、液相沉积和湿化学合成等半导体薄膜技术与物理；第九章介绍了超晶格的相关知识，超晶格、量子阱是现代新型半导体器件的基础和关键；第十章介绍了典型薄膜半导体器件的制备技术，包括发光二极管、薄膜晶体管和紫外探测器。　　本书全面系统地介绍了半导体薄膜的各种制备技术及其相关的物理基础。全书共分十章。第一章概述了真空技术，第二至第八章分别介绍了蒸发、溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、液相外延、湿化学合成等各种半导体薄膜的沉积技术，第九章介绍了半导体超晶格、量子阱的基本概念和理论，第十章介绍了典型薄膜半导体器件的制备技术。　　本书文字叙述上力求做到深入浅出，内容上深度和宽度相结合，理论和实践相结合，以半导体薄膜技术为重点，结合半导体材料和器件的性能介绍，同时还介绍了半导体薄膜技术与物理领域的新概念、新进展、新成果和新技术。本书具有内容翔实、概念清楚、图文并茂的特点。　　本书读者对象广泛，可作为高等院校材料、物理、电子、化学等学科的研究生或高年级本科生的半导体薄膜技术课程的教材，也可作为从事半导体材料、薄膜材料、光电器件等领域的科研人员、工程技术人员的参考书籍。【作者简介】　　叶志镇，男，1955年5月生于浙江温州。1987年获浙江大学光仪系工学博士学位；毕业后留校工作，1990～1992年留学美国麻省理工学院（MIT）；1994年晋升为教授；1996年选为博导。现为浙江大学材料与化学工程学院副院长、浙江大学纳米中心主任。1988年进入浙江大学材料系，在硅材料国家重点实验室一直从事半导体薄膜教学科研工作，主要研究方向：Zn0薄膜材料制备、物性调控及光电应用；纳米薄层材料高真空CVD技术研发及应用。现兼任国家自然科学基金委信息科学部评审组成员，全国电子材料专委副主任，全国半导体与集成技术、半导体材料和半导体物理专委委员等。