第一章 半导体材料 1
第一节 半导体材料概述 1
一、绝缘体、半导体和导体 1
二、半导体材料的种类 3
第二节 硅的性质和高纯硅制备的化学原理 14
一、硅的物理、化学性质 14
二、高纯硅制备的化学原理 17
第三节 锗的性质及高纯锗制备的化学原理 39
一、锗的物理、化学性质 39
二、高纯锗制备的化学原理 40
第四节 砷化镓的性质和砷化镓合成的原理 42
一、砷化镓的物理、化学性质 42
二、砷化镓合成的原理 44
第一节 硅片表面清洗的重要性 58
第二章 清洗工艺中的化学原理 58
第二节 硅片表面可能沾污的杂质 60
第三节 清洗工艺中的化学原理 60
一、化学清洗法的去污原理 61
二、超声波在清洗中的作用原理 81
三、真空高温处理在清洗中的作用原理 83
第四节 化学清洗的实例 83
一、硅片的清洗 84
二、金属材料的清洗 87
三、器皿和管道的清洗 89
第五节 清洗工艺中的安全操作 95
第三章 硅的氧化 98
第一节 二氧化硅薄膜在器件中的作用 98
一、二氧化硅膜对杂质扩散的掩蔽作用 98
二、二氧化硅膜对于器件的表面保护和钝化作用 99
三、二氧化硅可作绝缘隔离层 100
第二节 制备二氧化硅膜的化学原理 101
一、热氧化法生长二氧化硅 101
二、热分解淀积二氧化硅 102
三、化学输运法淀积二氧化硅 106
四、含氯化氢氧化工艺的化学原理 106
五、射频辉光放电生长二氧化硅的原理 112
第三节 二氧化硅膜厚度和质量的检测 115
一、二氧化硅膜厚度的测量 115
二、用液晶显示技术检测氧化层针孔 116
三、二氧化硅膜连续性的检测 120
第四章 外延生长工艺中的化学原理 121
第一节 外延生长概述 121
第二节 外延工艺中气相抛光原理 123
一、氯化氢气相抛光 123
二、水汽抛光 124
三、溴气相抛光 125
第三节 外延生长硅单晶的化学原理 126
一、四氯化硅氢还原法 126
二、三氯氢硅氢还原法 130
三、硅烷热分解法 131
四、二氯硅烷法 132
第四节 外延生长二氧化硅、多晶硅工艺的化学原理 132
第五节 砷化镓外延工艺化学原理 134
一、砷化镓汽相外延原理 135
二、砷化镓液相外延原理 140
第五章 气体的纯化 145
第一节 常用气体的性质 145
一、氢气的性质 146
二、氧气的性质 147
四、氮气的性质 149
三、氩气的性质 149
五、二氧化碳的性质 150
第二节 氢气的纯化 151
一、氢气的工业制备 151
二、氢气的纯化 152
第三节 氧、氩、氮、二氧化碳气体的纯化 167
一、氧气的纯化 167
二、氩气的纯化 167
三、氮气的纯化 168
四、二氧化碳的纯化 168
第四节 氢气和氧气的安全使用 170
第六章 照相化学 173
第一节 超微粒干版的制备 173
一、超微粒干版的制备工艺 173
二、超微粒干版制备的几点说明 176
第二节 超微粒干版乳剂制备的化学原理 178
一、感光剂溴化银 179
二、增感剂频那金醇 179
三、稳定剂(或防灰雾剂)苯骈三唑 182
四、坚膜剂铬钾矾 184
五、氯化钠的作用 185
六、明胶的作用 186
第三节 照相潜影的形成 188
第四节 显影的化学原理 189
一、显影剂对苯二酚的作用 191
二、保护剂亚硫酸钠的作用 193
三、促进剂氢氧化钠的作用 195
四、防灰雾剂(或抑制剂)溴化钾的作用 197
五、影响显影作用的其它因素 198
第五节 定影的化学原理 200
一、络合剂硫代硫酸钠 201
二、中和剂醋酸 202
三、保护剂亚硫酸钠 203
四、坚膜剂明矾 204
第七章 光致抗蚀剂 205
第一节 半导体器件生产对光致抗蚀剂性能提出的要求 205
第二节 负性光致抗蚀剂 207
一、聚乙烯醇肉桂酸酯抗蚀剂 207
二、聚酯胶 223
三、053胶 224
四、混合酯型感光胶 225
五、OSR胶 225
六、橡胶光致抗蚀剂 227
第三节 正性抗蚀剂 233
一、电子束曝光用的抗蚀剂 237
第四节 抗蚀剂的发展动向 237
二、曝光时同时进行腐蚀的抗蚀剂 238
三、耐高温的抗蚀剂 238
四、光变色抗蚀剂 238
第八章 化学腐蚀 240
第一节 化学腐蚀的原理 240
一、半导体材料硅、锗、砷化镓的腐蚀 241
二、二氧化硅的腐蚀 244
三、氮化硅的腐蚀 246
四、金属的腐蚀 246
第二节 影响化学腐蚀的因素 255
一、材料和腐蚀剂的性质 255
二、腐蚀液的浓度 256
三、腐蚀液的温度 258
一、铜离子抛光 259
第三节 化学腐蚀与化学-机械抛光 259
二、铬离子抛光 260
三、二氧化硅-氢氧化钠抛光 261
第九章 扩散中的杂质源 263
第一节 半导体的杂质类型 263
第二节 扩散杂质的选择 266
第三节 扩散杂质源的化学性质 268
一、硼扩散杂质源的性质 269
二、磷扩散杂质源的性质 272
三、砷扩散杂质源的性质 276
四、锑扩散杂质源 278
五、金扩散 279
六、铝扩散 280
一、彩色版的特点 281
第一节 彩色版——透明和半透明掩模 281
第十章 新工艺及其化学原理 281
二、五羰基铁化学淀积氧化铁掩模的工艺化学原理 283
三、用聚乙烯二茂铁涂敷法制氧化铁掩模的原理 292
四、半透明氧化铁掩模的性质 300
第二节 等离子体腐蚀工艺化学原理 305
一、等离子体——物质的第四态概述 305
二、为什么要采用等离子体腐蚀 308
三、等离子体腐蚀氮化硅和多晶硅的工艺 310
四、等离子体源氟油的物理、化学性质 311
五、等离子体腐蚀的化学反应原理 313
六、关于等离子体腐蚀工艺的几点说明 317
第三节 等离子体去胶的工艺化学原理 319
一、等离子体去胶的优点 319
二、等离子体去胶的工艺 319
三、等离子体去胶的化学原理 320
四、关于等离子体去胶的几点说明 321
第四节 新型的扩散源——二氧化硅乳胶扩散源 322
一、二氧化硅乳胶扩散源简介 322
二、由二氧化硅乳胶形成的二氧化硅的性质 324
三、二氧化硅乳胶源的优缺点 326
四、掺砷二氧化硅乳胶源在隐埋层扩散中的应用 327
第五节 氮化硅钝化 333
一、半导体表面钝化概述 333
二、制备氮化硅膜的工艺化学原理 337
三、氮化硅膜的物理、化学性质 343
四、氮化硅膜的光刻腐蚀 345
第六节 铝的阳极氧化 347
一、铝阳极氧化膜的特性 347
二、铝的阳极氧化工艺 349
三、铝阳极氧化的过程及其原理 352
四、影响阳极氧化的因素 355
五、铝阳极氧化的应用 358
第十一章 环氧树脂和有机硅高聚物 360
第一节 环氧树脂 360
一、环氧树脂的特性 360
二、环氧树脂的硬化剂及硬化机理 362
三、稀释剂 367
四、填充剂 368
第二节 有机硅高聚物 369
第十二章 高纯水的制备 372
第一节 离子交换树脂 372
一、离子交换树脂的分类 373
二、离子交换树脂的合成 375
第二节 离子交换原理 377
一、离子交换反应 377
二、离子交换作用的过程 378
三、离子交换树脂的再生 380
第三节 离子交换水的制备工艺 381
一、离子交换树脂的选择 381
二、离子交换装置 381
三、充填 382
四、逆洗 383
五、树脂的处理(或再生) 383
六、阴阳树脂的混合 384
七、水的交换 385
第四节 高纯电渗析法制备高纯水 386
一、高纯电渗析法制备高纯水的原理 386
二、高纯电渗析制取高纯水的工艺及效果 394
三、高纯电渗析制高纯水存在的问题 396
一、水的纯度测定原理 398
第五节 水的纯度的测定 398
二、影响水的电阻率的因素 399
第十三章 超纯物质的分析及结构鉴定原理 402
第一节 超纯物质分析及物质结构鉴定方法概述 402
第二节 质谱分析 405
一、质谱分析概述 405
二、质谱分析的仪器装置 409
三、质谱分析的原理 410
四、质谱分析的应用 414
第三节 放射化分析 417
一、放射化分析概述 417
二、放射化分析中的几个基本概念 421
三、半导体材料中杂质的活化分析 424
四、用放射性示踪技术研究半导体表面杂质的沾污 433
一、光谱的产生及分类 441
第四节 红外吸收光谱 441
二、红外分光光度计 446
三、吸收定律与吸收曲线 450
四、红外吸收光谱与分子的特征振动频率 454
五、红外吸收光谱的应用 459
附录 466
1 一些常用酸碱的浓度 466
2 酸碱化学灼伤及急救法 466
3 常用物质的熔点、沸点、蒸发温度 467
4 半导体器件生产中常用有机溶剂的重要物理性质表 468
5 常用有机溶剂毒性情况简介 470
6 化学试剂级别 470
7 半导体工业对材料纯度的要求及表示方法 471
8 化学蒸汽淀积 472
9 半导体器件生产中常用的金属材料 472
10 晶体管管壳常用材料线膨胀系数a 473
11 锗、硅、砷化镓的一般性质 474
12 锗、硅、砷化镓的半导体性质 475
13 锗、硅单晶生长时各种杂质掺入量的极限 475
14 锗和硅中杂质的扩散系数 476
15 获得低温的常用方法 477
16 热电偶种类及使用的温度范围 477
17 常用的物理常数 477
18 国外光致抗蚀剂的种类及其性能 478
19 基本单位名称的十进词头 482
20 国际单位符号 482
21 长度换算表 483
22 压力换算表 483
23 希腊字母表 484
24 化学元素名称英汉对照表 485
参考文献 489