半导体薄膜技术与物理PDF电子书下载

第1章 真空技术 1

1.1真空的基本概念 1

1.1.1真空的定义 1

1.1.2真空度单位 2

1.1.3真空区域划分 2

1.2真空的获得 3

1.3真空度测量 11

1.3.1热传导真空计 11

1.3.2热阴极电离真空计 13

1.3.3冷阴极电离真空计 16

1.4真空度对薄膜工艺的影响 18

参考文献 18

第2章 蒸发技术 19

2.1发展历史与简介 19

2.2蒸发的种类 20

2.2.1电阻热蒸发 20

2.2.2电子束蒸发 25

2.2.3高频感应蒸发 27

2.2.4激光束蒸发 28

2.2.5反应蒸发 29

2.3蒸发的应用实例 30

2.3.1 Cu（In，Ga）Se2薄膜 30

2.3.2 ITO薄膜 32

参考文献 32

第3章 溅射技术 34

3.1溅射基本原理 34

3.2溅射主要参数 38

3.2.1溅射阈和溅射产额 38

3.2.2溅射粒子的能量和速度 41

3.2.3溅射速率和淀积速率 43

3.3溅射装置及工艺 44

3.3.1阴极溅射 44

3.3.2三极溅射和四极溅射 45

3.3.3射频溅射 46

3.3.4磁控溅射 47

3.3.5反应溅射 49

3.4离子成膜技术 51

3.4.1离子镀成膜 51

3.4.2离子束成膜 54

3.5溅射技术的应用 57

3.5.1溅射生长过程 57

3.5.2溅射生长ZnO薄膜的性能 59

参考文献 63

第4章 化学气相沉积 66

4.1概述 66

4.2硅化学气相沉积 67

4.2.1 CVD反应类型 67

4.2.2 CVD热力学分析 71

4.2.3 CVD动力学分析 78

4.2.4不同硅源的外延生长 81

4.2.5成核 84

4.2.6掺杂 86

4.2.7外延层质量 89

4.2.8生长工艺 91

4.3 CVD技术的种类 92

4.3.1常压CVD 93

4.3.2低压CVD 94

4.3.3超高真空CVD 96

4.4能量增强CVD技术 100

4.4.1等离子增强CVD 102

4.4.2光增强CVD 103

4.5卤素输运法 104

4.5.1氯化物法 104

4.5.2氢化物法 105

4.6 MOCVD技术 106

4.6.1 MOCVD简介 106

4.6.2 MOCVD生长GaAs 110

4.6.3 MOCVD生长GaN 111

4.6.4 MOCVD生长ZnO 116

4.7特色CVD技术 122

4.7.1选择外延CVD技术 122

4.7.2原子层外延 125

参考文献 128

第5章 脉冲激光沉积 132

5.1脉冲激光沉积概述 132

5.2 PLD的基本原理 134

5.2.1激光与靶的相互作用 134

5.2.2烧蚀物的传输 135

5.2.3烧蚀粒子在衬底上的沉积 137

5.3颗粒物的抑制 137

5.4 PLD在Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜中的应用 139

5.4.1 ZnO薄膜的PLD生长 139

5.4.2其他Ⅱ-Ⅵ族化合物的PLD生长 146

参考文献 147

第6章 分子束外延 150

6.1引言 150

6.2分子束外延的原理和特点 151

6.3外延生长设备 152

6.4分子束外延生长硅 157

6.4.1表面制备 157

6.4.2外延生长 159

6.4.3掺杂 164

6.4.4外延膜的质量诊断 169

6.5分子束外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料和结构 170

6.5.1 MBE生长GaAs 170

6.5.2 MBE生长InAs／GaAs 172

6.5.3 MBE生长GaN 174

6.6分子束外延生长Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料和结构 176

6.6.1 HgCdTe材料 176

6.6.2 CdTe／Si的外延生长 177

6.6.3 HgCdTe／Si的外延生长 178

6.6.4 ZnSe、ZnTe 178

6.6.5 ZnO薄膜 178

6.7分子束外延生长其他半导体材料和结构 180

6.7.1 SiC材料 180

6.7.2生长小尺寸Ge／Si量子点 181

6.7.3生长有机半导体薄膜 182

参考文献 183

第7章 液相外延 189

7.1液相外延生长的原理 189

7.1.1液相外延基本概况 189

7.1.2硅液相外延生长的原理 190

7.2液相外延生长方法和设备 194

7.3液相外延生长的特点 196

7.4液相外延的应用实例 197

7.4.1硅材料 197

7.4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 198

7.4.3碲镉汞（Hg1-xCdx Te）材料 199

7.4.4 SiC材料 200

参考文献 200

第8章 湿化学制备方法 202

8.1溶胶一凝胶技术 202

8.1.1 Sol-Gel的生长机制 202

8.1.2 Sol-Gel的工艺过程 204

8.1.3 Sol-Gel合成TiO2薄膜 208

8.1.4 Sol-Gel的优点和缺点 209

8.2喷雾热分解技术 210

8.2.1喷雾热分解的种类 210

8.2.2喷雾热分解的生长过程 213

8.2.3喷雾热分解的应用介绍 217

8.2.4喷雾热分解制备ZnO薄膜 217

8.3液相电沉积技术 219

8.3.1电沉积简介 219

8.3.2电沉积制备类金刚石薄膜 220

参考文献 223

第9章 半导体超晶格和量子阱 226

9.1引言 226

9.2半导体超晶格、量子阱的概念和分类 227

9.2.1组分超晶格 228

9.2.2掺杂超晶格 229

9.2.3应变超晶格 230

9.2.4调制掺杂超晶格 230

9.3半导体超晶格、量子阱的量子特性 231

9.3.1量子约束效应 231

9.3.2量子隧穿和超晶格微带效应 232

9.3.3共振隧穿效应 234

9.4半导体超晶格、量子阱的结构和器件应用介绍 236

9.4.1 GaAs／AlxGal-xAs体系 236

9.4.2 ZnSe基异质结、量子阱结构 237

参考文献 238

第10章 半导体器件制备技术 241

10.1衬底材料的清洗 241

10.2发光二极管 243

10.2.1 GaN基LED 243

10.2.2 ZnO基LED 249

10.2.3白光LED 256

10.3薄膜晶体管 259

10.3.1薄膜晶体管的工作原理 259

10.3.2非晶硅薄膜晶体管 261

10.3.3多晶硅薄膜晶体管 262

10.3.4有机薄膜晶体管 263

10.3.5 ZnO薄膜晶体管 264

10.4光电探测器 265

10.4.1光电导探测器 266

10.4.2肖特基型光电探测器 267

10.4.3 p-n结型光电探测器 269

10.4.4改进型光电二极管 271

参考文献 272