化合物半导体加工中的表征 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美布伦德尔 等 著

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• 化合物半导体
• 半导体加工
• 材料表征
• 薄膜技术
• 器件物理
• 质量控制
• 分析测试
• 微电子学
• 半导体材料
• 表面分析

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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560342818

商品编码：29459516003

包装：平装

出版时间：2014-01-01

图书基本信息
图书名称	化合物半导体加工中的表征
作者	(美)布伦德尔 等
定价	68.00元
出版社	哈尔滨工业大学出版社
ISBN	9787560342818
出版日期	2014-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

化合物半导体加工中的表征一书是为使用化合物半导体材料与设备的科学家与工程师准备的，他们并不是表征专家。在研发与GaAs、GaA1As、LnP及HgCdTe基设备的制造中通常使用的材料与工艺提供常见的分析问题实例。这本布伦德尔、埃文斯、麦克盖尔编著的《化合物半导体加工中的表征》讨论了各种表征技术，深入了解每种技术是如何单独或结合使用来解决与材料相关的问题。这本书有助于选择并应用适当的分析技术在材料与设备加工的各个阶段，如：基体处理、外延生长、绝缘膜沉积、接触组、掺杂剂的引入。

作者简介

目录

Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series Preface to Series Preface to the Reissue of Characterization of Compound Semiconductor Processing Preface xiii Contributors xv CHARACTERIZATION OF III-V THIN FILMS FOR ELECTRONIC DEVICES 1.1 Introduction 1.2 Surface Characterization of GaAs Wafers Dislocations 3, Surface Composition and Chemical State 1.3 Ion Implantation 1.4 Epitaxial Crystal Growth 1.5 Summary Ⅲ-V POUND SEMICONDUCTOR FILMS FOROPTICAL APPLICATIONS 2.1 Introduction 2.2 Growth Rate/LayerThickness In Situ Growth Monitors 20, Post-Growth Structural Analysis 2.3 Composition Analysis 2.4 Impurity and Dopant Analysis 2.5 Electrical Properties in Optical Structures 2.6 Optical Properties in Single and Multilayer Structures 2.7 Interface Properties in Multilayer Structures 2.8 Summary CONTACTS 3.1 Introduction 3.2 In Situ Probes Surface Preparation and Characterization 44, Initial Metal Deposition 45, Subsequent Metal Deposition 3.3 Unpatterned Test Structures Electrical Characterization 48, Concentration Profiling 49, Electron Microscopy 3.4 Patterned Test Structures Barrier Height 51, Contact Resistance 53, Morphology DIELECTRIC INSULATING LAYERS 4.1 Introduction 4.2 Oxides and Oxidation 4.3 HeteromorphicInsulators 4.4 Chemical Modification of GaAs Surfaces 4.5 Indium Phosphide-Insulator Interfaces 4.6 Heterojunction Quasi-Insulator Interfaces 4.7 Epitaxial Fluoride Insulators 4.8 Commentary OTHER POUND SEMICONDUCTOR FILMS 5.1 Introduction A Focus on HgCdTe 83, Objective and Scope 84, Background 84, Representative Device Structure 5.2 Substrates and the CdTe Surface (Interface 1) Substrate Quality 86, Substrate Surface Preparation 5.3 Epitaxial HgCdTe Materials (Between Interfaces 2 and 5) Desired Characteristics of the Active Layers 90, Composition 90, Crystalline Quality 91, Doping 93, Minority Carrier Lifetime 5.4 Heterojunction Interfaces (Interface 3) Advantages of the Heterojunction 98, Desired Characteristics 98, Characterizations 5.5 HgCdTe Surface Preparation (Interfaces 4 and 5) Importance of the Chemically Etched Surface 100, Monitoring of the Surface Cleanliness by Ellipsometry 101, Characterization of Thin Native Oxides on HgCdTe by XPS 102, Surface Analysis by UPS 5.6 Summary DEEP LEVEL TRANSIENT SPECTROSCOPY: A CASE STUDY ON GaAs 6.1 Introduction 6.2 DLTS Technique: General Features 6.3 Fabrication and Qualification of Schottky Diodes 6.4 DLTS System 6.5 DLTS Measurement Procedure 6.6 Data Analysis DLTS Spectrum 117, Activation Energy for Thermal Emission 118, Trap Densities 6.7 EL2 Center 6.8 Summary APPENDIX: TECHNIQUE SUMMARIES 1 Auger Electron Spectroscopy (AES) 2 Ballistic Electron Emission Microscopy (BEEM) 3 Capacitance-Voltage (C-V) Measurements 4 Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) 5 Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (D-SIMS) 6 Electron Beam Induced Current (EBIC) Microscopy 7 Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) 8 Focused Ion Beams (FIBs) 9 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 10 Hall Effect Resistivity Measurements 11 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICPMS) 12 Light Microscopy 13 Low-Energy Electron Diffraction (LEED) 14 Neutron Activation Analysis (NAA) 15 Optical Scatterometry 16 Photoluminescence (PL) 17 Raman Spectroscopy 18 Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED) 19 Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) 20 Scanning Electron Microscopy (SEM) 21 Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) 22 Scanning Tunneling Microscopy and Scanning Force Microscopy (STM and SFM) 23 Sheet Resistance and the Four Point Probe 24 Spreading Resistance Analysis (SRA) 25 Static Secondary Ion Mass Spectrometry (Static SIMS) 26 Surface Roughness: Measurement, Formation by Sputtering, Impact on Depth Profiling 27 Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis (TXRF) 28 Transmission Electron Microscopy (TEM) 29 Variable-Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE) 30 X-Ray Diffraction (XRD) 31 X-Ray Fluorescence (XRF) 32 X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Index

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文摘

序言

化合物半导体加工中的表征：一本深度解析的工艺指南 本书并非一本关于“化合物半导体加工中的表征”的百科全书，也并非罗列所有已知表征方法的集成手册。相反，它是一本专注于理解、应用和优化关键表征技术在实际化合物半导体器件制造流程中的深度指南。本书的目标读者是化合物半导体领域的研发工程师、工艺工程师、材料科学家以及对高性能半导体材料和器件制造工艺有深入了解需求的专业人士。 我们将深入探讨，如何在化合物半导体器件从研发到量产的各个阶段，利用一系列精确的表征手段，精准地诊断材料特性、揭示工艺缺陷、优化参数设置，并最终确保器件性能的稳定性和可靠性。本书不对现有表征技术的理论基础进行冗余的梳理，而是将重点放在如何将这些理论知识转化为解决实际生产问题的有效工具。 第一部分：工艺流程中的表征定位与策略 在正式进入具体的表征技术之前，本书首先会为您构建一个清晰的框架，理解为何以及何时需要在化合物半导体加工的不同阶段引入特定的表征手段。 材料外延前的工艺控制： 我们将讨论在衬底准备、清洁以及外延前表面处理过程中，为何需要对材料表面状态、杂质含量进行初步的表征，以及如何通过这些表征来预测和规避外延过程中的潜在问题。例如，衬底表面缺陷如何影响后续外延层的均匀性和晶体质量？如何通过X射线衍射（XRD）或俄歇电子能谱（AES）来评估衬底的晶面取向和表面洁净度？ 外延过程中的实时监控与优化： 阐述在分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等外延过程中，实时表征技术扮演的关键角色。如何利用反射式高能电子衍射（RHEED）来监控生长速率、表面重构以及合金组分？如何通过原位椭偏仪（in-situ ellipsometry）来实时监测薄膜厚度和折射率？我们将重点分析这些实时数据如何被用于调整工艺参数，例如温度、气体流量、生长速率等，从而实现对材料组分、厚度和均匀性的精确控制。 器件制造过程中的关键节点表征： 详细剖析在离子注入、刻蚀、薄膜沉积、光刻等一系列关键器件制造步骤后，对材料和结构的表征需求。例如，离子注入后的掺杂浓度和分布如何影响器件性能？如何利用二次离子质谱（SIMS）或能量分散X射线谱（EDS）来精确测量掺杂深度剖面？刻蚀后的侧壁形貌、残余物以及薄膜完整性又该如何评估？本书将重点介绍横截面扫描电子显微镜（cross-sectional SEM）和透射电子显微镜（TEM）在揭示微观结构缺陷方面的强大作用。 后道测试与失效分析中的表征应用： 探讨在器件性能测试不达标或发生失效时，如何系统地运用多种表征技术进行失效定位和根本原因分析。我们将展示如何通过电气特性测试与显微结构表征相结合，快速锁定失效区域。例如，在器件漏电问题中，如何利用扫描声学显微镜（SAM）或光致发光（PL）来寻找隐形缺陷？如何通过聚焦离子束（FIB）进行定向切割和 TEM 分析来精确揭示失效界面的微观结构？ 第二部分：核心表征技术的工艺关联深度解析 本书的重心在于将常见的表征技术置于化合物半导体器件的实际工艺流程中进行深入剖析，强调其在解决具体工艺问题上的实用性和指导意义。 结构与形貌表征： 扫描电子显微镜 (SEM) 与透射电子显微镜 (TEM)： 不仅介绍其基本原理，更侧重于展示它们在化合物半导体制造中的具体应用。例如，如何利用 SEM 评估外延层的表面形貌、刻蚀后的器件结构、以及光刻胶的图形质量？如何利用 TEM 揭示外延层的晶体缺陷（如位错、畴界）、界面质量、以及纳米结构的形成？本书将提供实际案例，演示如何通过 SEM/TEM 图像来诊断晶格畸变、应力分布等问题。 X射线衍射 (XRD)： 重点关注其在评估外延层晶体质量、取向、应力、以及合金组分方面的应用。例如，如何通过 XRD 曲线的峰位偏移和峰宽来判断材料的晶格常数、组分变化和晶体缺陷密度？如何利用掠入射 XRD (GIXRD) 来表征薄膜的晶体结构？ 原子力显微镜 (AFM)： 探讨其在量化表面粗糙度、测量薄膜厚度、以及描绘纳米器件表面形貌方面的作用。例如，如何通过 AFM 监测外延过程中的表面粗糙度变化，并将其与器件性能关联？ 成分与化学状态表征： 二次离子质谱 (SIMS)： 深入解析 SIMS 在精确测量化合物半导体材料中掺杂剂浓度、杂质分布、以及不同元素在材料中的深度剖面方面的不可替代性。我们将重点讨论如何通过 SIMS 优化离子注入工艺、评估扩散效应、以及监测界面处的杂质迁移。 能量分散X射线谱 (EDS) / 波长色散X射线谱 (WDS)： 阐述它们在定性或定量分析材料成分、评估合金组分均匀性、以及识别颗粒污染物方面的应用。例如，如何利用 EDS/WDS 结合 SEM 来识别刻蚀过程中产生的残余物成分？ 俄歇电子能谱 (AES) / 光电子能谱 (XPS)： 聚焦于其在评估材料表面化学状态、分析表面氧化层、以及研究表面吸附物方面的作用。例如，如何利用 XPS 监测材料表面在不同处理过程中的化学态变化？ 光学与电学表征： 光致发光 (PL) / 电致发光 (EL)： 重点阐述 PL/EL 如何用于评估化合物半导体材料的带隙、缺陷态、以及发光效率。我们将展示如何通过 PL/EL 谱线的峰位、强度、以及半峰宽来诊断材料的晶格缺陷、杂质影响，并优化外延参数以提高发光器件性能。 拉曼光谱 (Raman Spectroscopy)： 探讨其在识别材料晶体结构、分析应力、以及监测晶体相变方面的应用。例如，如何通过拉曼光谱来评估 GaN 等化合物半导体材料的晶格应力？ 电学参数测量： 虽然本书侧重于材料表征，但我们将重点讨论如何将电学测量结果与材料表征结果进行关联。例如，如何通过霍尔效应测量来确定载流子浓度、迁移率和导电类型，并将这些参数与 SIMS 或 PL/EL 的结果进行对照分析，从而更全面地理解材料的电学特性。 第三部分：复杂材料体系的表征挑战与对策 化合物半导体领域涉及多种多样的材料体系，本书将针对一些代表性的材料（如 III-V 族化合物半导体、 II-VI 族化合物半导体、氧化物半导体等），探讨其在加工和表征过程中特有的挑战，并提出相应的解决方案。 多层异质结的表征： 深入分析如何利用 XRD、TEM、PL 等技术来表征多层异质结的界面质量、组分分布、以及各层之间的应力匹配。例如，如何精确测量量子阱的厚度和组分？ 宽禁带半导体的加工与表征： 聚焦于 GaN、SiC 等宽禁带半导体材料在晶体生长、掺杂、以及高功率器件制造过程中的表征难点，并介绍相应的优化表征策略。 纳米结构器件的表征： 探讨在量子点、纳米线等纳米结构器件的制造过程中，如何利用高分辨率 TEM、AFM、以及电子能量损失谱 (EELS) 等技术来揭示纳米尺度的形貌、成分和电子结构。 全书贯穿的工艺导向原则 本书并非简单地罗列技术，而是始终将表征技术置于实际的工艺流程和器件性能目标之下。在每一章的论述中，我们将： 明确表征的目的： 在引入一项表征技术时，首先明确它在特定工艺环节中能够解决什么问题，需要提供哪些关键信息。 强调工艺关联性： 深入分析如何将表征结果直接关联到具体的工艺参数（如温度、压力、时间、气体流量、剂量等），并指导工艺优化。 聚焦结果解读与应用： 不仅介绍如何进行表征，更重要的是如何解读表征数据，以及如何根据表征结果做出工艺调整和决策。 提供实际案例分析： 通过对典型化合物半导体器件制造中的案例进行深入分析，展示如何运用多种表征技术协同作战，解决复杂的工艺难题。 本书旨在成为您在化合物半导体器件加工过程中，解决材料和工艺问题的得力助手。通过深入理解和灵活运用书中介绍的表征技术，您可以更精准地控制材料质量，更有效地优化工艺流程，最终实现高性能、高可靠性的化合物半导体器件的成功开发和量产。

评分☆☆☆☆☆

作为一个经验丰富的半导体工程师，我对《化合物半导体加工中的表征》这部著作充满了期待，尤其是在当前化合物半导体技术飞速发展的背景下。我深知，精确且全面的材料表征是确保器件性能和良率的关键。这本书的标题直接点出了核心问题——“加工中的表征”，这暗示着它将不仅仅停留在基础理论层面，更会深入探讨在实际生产线上，如何通过各种表征手段来实时监控、分析和优化加工过程。我非常好奇书中会涵盖哪些具体的表征技术，例如，在晶圆制备阶段，是否会详细介绍如原子层沉积（ALD）或外延生长（Epitaxy）过程中，如何利用原位（in-situ）表征技术来实时监测生长速率、成分均匀性以及表面质量？在后续的器件制造，如光刻、刻蚀、金属化等步骤中，又会采用哪些后段（ex-situ）表征技术来评估关键参数，如刻蚀轮廓、栅极长度、接触电阻等？我特别关注书中对于不同表征技术之间协同作用的阐述，以及如何将这些复杂的数据转化为可操作的工艺调整指令。我相信，这不仅仅是一本技术手册，更是一份关于如何在大规模生产中实现精密控制的深度洞察，能够帮助我们应对化合物半导体领域日益严峻的挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的市场分析师，我关注《化合物半导体加工中的表征》这本书，更多的是从产业和技术的“风向标”角度。化合物半导体是高端电子设备的核心，而加工中的表征，直接关系到这一核心技术的进步速度和成本控制。我希望这本书能够提供一个相对全面的视角，来审视当前化合物半导体制造领域最前沿的表征技术及其在市场上的应用情况。我期待书中能够分析不同表征技术在成本、效率、精度等方面的权衡，以及它们如何驱动不同应用领域（如5G通信、新能源汽车、人工智能芯片等）的发展。例如，对于功率器件领域，哪些表征技术是实现高击穿电压和低导通电阻的关键？对于射频器件，又需要哪些表征手段来确保其高频性能和低噪声？我希望书中能有一些关于表征技术发展趋势的预测，例如，是否会有新的、更快速、更智能的表征方法出现，以及这些方法将如何影响未来的化合物半导体产业格局。一本好的产业分析类书籍，能够帮助我们理解技术背后的商业逻辑，并为投资和战略决策提供依据，而这本书，正是我期待的那种能够提供深刻洞察的产业读物。

评分☆☆☆☆☆

这本《化合物半导体加工中的表征》的标题瞬间抓住了我的眼球，我是一名对微电子领域充满好奇的爱好者，尤其对那些塑造我们数字世界的神秘材料——化合物半导体——着迷。尽管我并非科班出身，但读过一些科普读物，对半导体的基本概念有所了解。想象一下，这本书就像一把钥匙，能打开化合物半导体生产过程中那些看似高深莫测的“表征”世界的门扉。我尤其期待它能解答我一直以来的困惑：究竟是什么样的技术和方法，能够精确地“看透”这些微小的晶体结构，洞察它们在制造过程中的每一个细微变化？从材料的纯度到缺陷的分布，从掺杂的均匀性到表面形貌的完整性，这些“表征”过程听起来就充满了科学的严谨和技术的挑战。我希望这本书能用一种易于理解的方式，为我揭示这些表征技术背后的原理，比如那些神奇的显微镜（SEM、TEM）是如何工作的，光谱分析（PL、EL）又传递了怎样的信息，以及XRD（X射线衍射）在确定晶体结构中的作用。甚至，如果书中能穿插一些实际的加工案例，结合表征结果来分析和解决生产中的具体问题，那就更棒了，让我能真切地感受到理论与实践的结合。我坚信，一本好的技术书籍，不仅能传授知识，更能激发读者的探索欲，而这本书，正是我期待的那种能够点燃我求知热情的神奇读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的研究生，主攻方向是下一代光电器件的开发，而化合物半导体是这一领域的基石。我一直在寻找一本能够系统性地梳理化合物半导体从材料制备到最终器件形成过程中，关键表征技术及其应用的教材，《化合物半导体加工中的表征》无疑正是我急需的资源。我希望这本书能够详细介绍各种表征技术在不同化合物半导体材料体系（如GaAs, GaN, InP, SiC等）中的适用性，以及它们各自的优缺点。例如，对于GaN基器件，如何通过AFM（原子力显微镜）来表征其表面形貌和晶体质量，又如何通过PL（光致发光）来评估其发光效率和缺陷态？对于高频通信领域常用的InP材料，书中是否会涉及如何利用SIMS（二次离子质谱）来精确测量掺杂浓度和分布？我更期待书中能够深入探讨表征数据与器件性能之间的关联，例如，某一类缺陷如何影响载流子寿命，从而降低器件的效率。如果书中还能包含一些最新的表征技术，或者一些前沿的研究案例，那将极大地拓宽我的视野，并为我的论文研究提供宝贵的参考。我相信，通过这本书的学习，我能更深入地理解化合物半导体器件的失效机理，并为开发出更高性能、更可靠的器件打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从一个相对宏观的角度来看，《化合物半导体加工中的表征》这本书，我预设它会是那种能让你在阅读中不断点头，惊叹于科学之精妙的书。我脑海里勾勒出的画面是，它会像一位技艺高超的工匠，耐心细致地向你展示他如何运用各种工具，去“感知”和“理解”一块精密的材料。这不仅仅是关于“看”，更是关于“测量”、“分析”、“解读”。我设想书中会穿插一些生动形象的比喻，比如将某些表征技术比作“X光透视”，将另外一些比作“精密的称重”，以此来帮助非专业读者也能窥见其中的奥妙。我尤其希望它能展现出表征技术在整个化合物半导体产业链中的“承上启下”作用——它既是对上游材料质量的检验，又是对下游加工过程的指导。比如，材料的初始质量如何影响后续的刻蚀效果，或者某个加工步骤产生的微小缺陷，如何通过后续的表征被及时发现并纠正，从而避免整个批次的报废。我期待这本书能有一种“故事感”，用一个个具体的问题和解决方案，串联起各种复杂的表征技术，让读者在了解知识的同时，也能感受到科学研究和工业生产的严谨与魅力。