半導體鍺材料與器件 [Germanium-based Technologies From Materials to Devices] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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《半導體鍺材料與器件》作者Cor Claeys博士和Eddy Simoen博士是世界知名的半導體材料和器件專傢，均任職於國際著名的微電子研究機構IMEC，他們在書中係統總結瞭鍺材料與工藝技術的最新進展和鍺器件及其在光電子學、探測器與太陽能電池等領域的研究成果。
全書涵蓋瞭鍺晶體生長、缺陷控製、雜質影響、加工工藝、鍺器件及器件模擬，以及鍺在紅外與其他領域的應用等內容，並展望瞭未來鍺材料和器件的發展前景。其內容廣泛，數據詳實，可作為高等院校、科研院所和相關單位中從事半導體器件與材料物理學習和研究人員的參考用書。

內容簡介

《半導體鍺材料與器件》是全麵深入探討這一技術領域的首部著作，其內容涵蓋瞭半導體鍺技術研究的最新進展，闡述瞭鍺材料科學、器件物理和加工工藝的基本原理。作者係來自科學界及工業界從事該領域前沿研究的國際知名專傢。
《半導體鍺材料與器件》還介紹瞭鍺在光電子學、探測器以及太陽能電池領域的工業應用。它對從事半導體器件與材料物理研究的科技人員、高等院校材料專業的師生以及工業和研究領域的工程師們而言，是一部必不可少的參考書，無論是專傢還是初學者都將從《半導體鍺材料與器件》中受益。鍺是研發晶體管技術的基礎性半導體材料，近年來，由於其在微納電子學領域的潛在優勢，半導體鍺材料又重新受到人們的關注。

內頁插圖

目錄

0 導論
0.1 引言
0.2 曆史沿革和重大事件
0.3 鍺用作新型超大規模集成電路（ULSI）襯底：機遇與挑戰
0.4 本書梗概
參考文獻

1 鍺材料
1.1 引言
1.2 體鍺片的製備
1.2.1 鍺原材料：供應及生産流程
1.2.2 鍺晶體生長
1.2.3 鍺片製造
1.3 GOI襯底
1.3.1 背麵研磨SOI
1.3.2 以薄層轉移技術製備GOI襯底
1.4 結論
參考文獻

2 鍺中長入缺陷
2.1 引言
2.2 鍺中本徵點缺陷
2.2.1 本徵點缺陷特性的模擬
2.2.2 有關空位特性的實驗數據
2.2.3 Voronkov模型對鍺的應用
2.3 非本徵點缺陷
2.3.1 摻雜劑
2.3.2 中性點缺陷
2.3.3 碳
2.3.4 氫
2.3.5 氧
2.3.6 氮
2.3.7 矽
2.4 直拉生長過程中位錯的形成
2.4.1 熱模擬
2.4.2 機械應力的發生
2.4.3 鍺的力學性質
2.4.4 拉晶過程中的位錯成核和增殖
2.4.5 鍺中位錯的電學影響
2.5 點缺陷團
2.5.1 空位團的實驗觀察
2.5.2 空位團形成的模型和模擬
2.6 結論
參考文獻

3 鍺中摻雜劑的擴散和溶解度
3.1 引言
3.2 半導體中的擴散
3.2.1 擴散機製
3.2.2 自擴散
3.3 鍺中的本徵點缺陷
3.3.1 淬火
3.3.2 輻照
3.4 在鍺和矽中的自擴散和Ⅳ族原子擴散
3.4.1 放射性示蹤實驗
3.4.2 鍺中同位素作用和Ⅳ族元素的擴散
3.4.3 摻雜和壓力的影響
3.4.4 鍺在矽中的擴散
3.5 鍺中雜質的溶解度
3.6 鍺中Ⅲ、Ⅴ族摻雜劑的擴散
3.6.1 Ⅲ族受主的擴散
3.6.2 V族施主的擴散
3.6.3 鍺中摻雜電場對摻雜擴散的作用
3.6.4 小結
3.7 結論
參考文獻

4 鍺中氧
4.1 引言
4.2 間隙氧
4.2.1 氧濃度的測量
4.2.2 擴散率和溶解度
4.2.3 振動譜結構和缺陷模型
4.3 TDs和氧二聚物
4.3.1 TDs的電子態
4.3.2 TDs的振動譜
4.3.3 氧二聚物的振動譜
4.4 氧沉澱的紅外吸收
4.5 空位.氧缺陷
4.6 結論
參考文獻

5 鍺中金屬
5.1 引言
5.2 鍺中的銅雜質
5.2.1 分配係數Kd
5.2.2 鍺中銅原子結構
5.2.3 遊離銅的擴散機理
5.2.4 摻雜濃度對銅擴散和溶解度的影響
5.2.5 鍺中銅擴散Kick-0ut機理
5.2.6 鍺中銅的沉澱
5.2.7 替位銅的能級和俘獲截麵
5.2.8 間隙銅原子與Cu-Cui原子對的能級
5.2.9 銅對鍺中載流子壽命的影響
5.3 鍺中的銀、金和鉑
5.3.1 分凝係數、溶解度和擴散係數
5.3.2 能級和俘獲截麵
5.3.3 對載流子壽命的影響
5.4 鍺中的鎳
5.4.1 鎳在鍺中的溶解度和擴散率
5.4.2 鎳在鍺中的能級和俘獲截麵
5.4.3 對載流子壽命的影響
5.5 鍺中的過渡金屬
5.5.1 鐵
5.5.2 鈷
5.5.3 錳
5.5.4 其他金屬
5.6 鍺中金屬性能的化學趨勢
5.6.1 電學性能
5.6.2 鍺中金屬的光學性質
5.6.3 影響鍺中載流子壽命的因素
5.7 結論
參考文獻

6 鍺中缺陷從頭計算的建模
6.1 引言
6.2 量子力學方法
6.3 Kohn-Sham能級和占據能級
6.4 形成能、振動模和能級
6.5 鍺中的缺陷模擬
6.6 鍺中的缺陷
6.6.1 鍺中的空位和雙空位
6.6.2 自間隙
6.6.3 氮缺陷
6.6.4 鍺中的碳
6.6.5 鍺中的氧
6.6.6 熱施主
6.6.7 鍺中的氫
6.7 缺陷的電學能級
……
7 鍺中輻射缺陷及行為
8 鍺器件的電學性能
9 器 件模擬
10 納米尺度鍺MOS柵介質和MOS結
11 先進的鍺MOS器件
12 鍺的其他應用
13 發展趨勢與展望
附錄

精彩書摘

本章討論鍺中輻照和粒子損傷、産生的缺陷以及缺陷損傷的退火消除以避免其對材料和器件性能的影響，重點放在能夠沉積足夠能量並影響鍺晶體晶格點陣移位的輻照上。在這種最簡單的情況下，鍺原子連續從替位位置遷移到間隙位置，從而留下空位。換句話說産生一個弗侖剋爾對。空位和間隙原子在室溫下都有足夠的動能在晶格中移動以及和其他的相發生反應，從而導緻缺陷和缺陷復閤體的産生。高能電子、Y射綫和任一原子的中子和高能離子都可能發生這種遷移和反應。特彆是後者的機製與半導體技術相關，非常重要，因為它是離子注入技術製造器件的基礎。
本章的結構是這樣的：首先是半導體中輻照損傷和注入的一般性問題，緊接著轉嚮介紹與鍺有關的具體內容。在第一部分（7.2 節）中，對形成弗侖剋爾對缺陷的射綫和電子輻照與産生原子簇缺陷的僅粒子、中子和離子注入輻照進行瞭對比。
第二部分（7.3 節）迴顧並分類講述瞭鍺中的缺陷及缺陷間的反應，在本節的部分討論中進行瞭si與siGe的對比。
最後一部分（7.4 節）討論瞭輻照損傷對鍺材料和鍺器件的影響，再次關注瞭産生原子移位的損傷的影響，同時考慮瞭器件的電離輻照，進行這種輻照時器件吸收能量，産生電離現象，從而生成一個空穴.電子對，而不是替位原子。
在後一種情況，我們需要區分瞬間離子化與時間較長的離子化效果的不同。瞬間離子化時，空穴和電子會遷移，一旦在器件的有源區發生瞬間離子化，器件就可能産生錯誤信號或噪聲。而在絕緣體中，如M0s器件上的氧化物門，産生的電子和空穴不能像半導體中的那樣自由遷移，齣現這種情況的區域，性能上可能發生永久性的改變。

前言/序言

　　眾所周知，半導體矽材料是推動人類社會進入信息化時代的關鍵材料。然而，在晶體管和集成電路發展的初期階段，鍺是至關重要的半導體材料。正如本書封麵顯示的那樣，世界上第一隻點接觸三極管的誕生采用的就是鍺襯底材料。20世紀60年代，隨著矽技術的不斷發展，鍺作為微電子工業主要材料的地位逐步被替代。近來，鍺及鍺基半導體材料在微納電子器件發展中又重新得到瞭半導體工業界的重視。
　　本書作者Cor Claeys博士和Eddy Simoen博士是世界知名的半導體材料和器件專傢，均任職於國際著名的微電子研究機構IME，他們在書中係統總結瞭鍺材料與工藝技術的最新進展和鍺器件及其在光電子學、探測器與太陽能電池等領域的研究成果。我和Cor Claeys博士多次在國際會議上交流，他十分支持本書的翻譯工作，並欣然在書的扉頁上題詞；在徵得齣版機構同意後，特邀鄧誌傑、硃悟新、米緒軍、餘懷之、黎建明、張峰賧、肖清華等人一起將該書譯成中文，以饗讀者。
　　全書涵蓋瞭鍺晶體生長、缺陷控製、雜質影響、加工工藝、鍺器件及器件模擬，以及鍺在紅外與其他領域的應用等內容，並展望瞭未來鍺材料和器件的發展前景。其內容廣泛，數據詳實，可作為高等院校、科研院所和相關單位中從事半導體器件與材料物理學習和研究人員的參考用書。
　　在翻譯齣版本書的過程中，得到瞭冶金工業齣版社和：Elseviel齣版社的大力閤作；北京有色金屬研究總院黃倬同誌、肖芳同誌參加瞭部分組織工作，在此一並錶示衷心感謝！

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