半導體基礎與套用

內容簡介

本書共分上下兩篇：上篇半導體物理基礎知識，側重於介紹半導體的基本概念、基本理論和基本套用。下篇半導體化學基礎知識，側重於介紹微電子製造工藝中接觸到的化學品特性及其化學反應過程，關注半導體化學品、化學氣體的安全防護知識。使讀者可以在較短時間內，對半導體材料的物理化學性質有較深入的了解，宙犁戒囑同時對微電子工業的化學品安全防護更加重視，以利安全生產。每章後附有複習思考題，便於讀者自測自查之用。本教材主要針對高職高專院校微電子類專業學生的特點，堅持實用為主，夠用為度，詳細介紹半導體基乘員拔礎知識，重點突出套用能力培養。結構清晰，語言通俗易懂，非常適用於教學、培訓和自學。

圖書目錄

出版說明

前言

上篇半導體物理基礎與套用

第1章半導體中的電子狀態和雜質

1.1半導體中的電子狀態和能帶

1.1.1半導體的晶格結構和結合性質

1.1.2能帶的形成

1.1.3原子中的電子狀態和能級

1.1.4導體、半導體、絕緣體的能帶

1.2多子和少子的熱平衡

1.2.1多子和歸拔晚少子

1.2.2電子空穴對的產生和複合

1.3Si、Ge晶體中的雜質

1.3.1本徵半導體

1.3.2N型半導體和P型半導體

1.3.3雜質的補償作用

1.3.4淺能級雜質和深能級雜質

1.4ⅢⅤ族化合物中的雜質

1.4.1電離的雜質

1.4.2砷化鎵中的雜質

1.5複習思考題

1.6實訓1 使用4探針測試儀測量矽材料的方塊電阻

第2章熱平衡載流子和非平衡載流子

2.1熱平衡載流子的統計分布

2.1.1費米分布函式

2.1.2玻耳茲曼分布函式

2.1.3導帶電子濃度和價帶空穴濃度

2.2載流子濃度與費米能級位置的關係

2.3本徵半導體和雜質半導體的載流子濃度

2.3.1本徵半導體的載流子濃度

2.3.2雜質半導體的載流子濃度

2.4非平衡載流子

2.4.1非平衡載流子的產生與複合

2.4.2非平衡載流子的壽命

2.4.3複合理論

2.5載流子的漂移運動和擴散運動

及愛因斯坦關係式

2.5.1載流子的漂移運動

2.5.2載流子的擴散運動

2.5.3愛因斯坦關係式

2.6複習思考題

2.7實訓2 用高頻光電導衰減法測量Si中的少數載流子壽命

2.8複習思考題

第3章PN結

3.1PN結及其能帶圖

3.1.1PN結的形成及其雜質分布

3.1.2PN結的能帶圖

3.1.3PN結的載流子分布

3.2PN結電流電壓特性

3.2.1非平衡請驗拘狀態的PN結

3.2.2影響PN結電流電壓特性偏離理想方程的因素

3.3PN結電容效應

3.3.1電容對PN結整流特性的影響

3.3.2PN結電容的來源

3.3.3PN結的勢壘電容

3.4PN結擊穿

3.4.1PN結擊穿現象

3.4.2雪崩擊穿

3.4.3隧道擊穿

3.5複習思考題

第4章金屬與半導體的接觸

4.1金屬與半導體接觸的表面勢壘

4.1.1金屬和半導體的功函式

4.1.2接觸電勢差宙府嬸陵

4.1.3表面態對接觸勢壘的影響

4.2金屬與半導體接觸的整流效應

4.2.1阻擋層的整流理論

4.2.2肖特基勢壘二極體

4.3歐姆接觸

4.3.1低勢壘接觸

4.3.2高複合接觸

4.3.3高摻雜接觸

4.4複習思考題

第5章半導體表面

5.1表面態和表面電場效應

5.1.1表面態

5.1.2表面電場效應

5.2MOS結構的電容電壓效應

5.2.1MOS電容

5.2.2理想MOS結構的電容電壓特性

5.2.3實際MOS結構的電容電壓特性測量

5.3矽二氧化矽系統的性質

5.3.1二氧化矽中的可動離子

5.3.2二氧化矽層中的固定表面電荷

5.3.3矽二氧化矽的快界面態

5.3.4二氧化矽中的陷阱電荷

5.4複習思考題

第6章陵膠半導體的其他特性

6.1半導體的光學性質

6.1.1半導體的光吸收

6.1.2半導體的光電導

6.1.3半導體的光生伏特效應

6.1.4半導體發光

6.2半導體的熱電效應

6.2.1熱電效應的一般描述

6.2.2半導體熱電效應的套用

6.3半導體的霍爾效應、磁阻效應和壓阻效應

6.3.1霍爾效應

6.3.2磁阻效應

6.3.3壓阻效應

6.4複習思考題

下篇半導體化學基礎與套用

第7章襯底製備化學基礎

7.1矽的化學性戶臘榜質和高純矽製備的化學原理

7.1.1矽的化學性質

7.1.2高純矽製備的化學原理

7.2鍺的化學性質和高純鍺製備的化學原理

7.2.1鍺的化學性質

7.2.2高純鍺製備的化學原理

7.3砷化鎵的性質和砷化鎵合成的原理

7.3.1砷化鎵的化學性質

7.3.2鎵的製備和提純

7.3.3砷的製備和提純

7.3.4砷化鎵合成的原理

7.4矽片拋光的化學原理

7.4.1矽單晶的加工成形技術

7.4.2矽襯底的拋光

7.5複習思考題

第8章外延工藝中的化學基礎

8.1氣相拋光的化學原理

8.1.1氯化氫氣相拋光

8.1.2水汽拋光

8.1.3溴氣相拋光

8.2外延生長中的化學原理

8.2.1四氯化矽氫還原法

8.2.2三氯氫矽氫還原法

8.2.3矽烷熱分解法

8.2.4矽烷氯化氫混合法

8.2.5二氯矽烷熱分解法

8.3原材料提純

8.3.1氣體純度及其表示方法

8.3.2四氯化矽的純化

8.3.3氫氣的純化

8.4複習思考題

第9章半導體表面鈍化的化學基礎

9.1二氧化矽鈍化膜

9.1.1二氧化矽的結構

9.1.2二氧化矽膜的製備

9.2氮化矽鈍化膜

9.2.1氮化矽膜的特點

9.2.2氮化矽膜的製備

9.3磷矽玻璃鈍化膜

9.4三氧化二鋁鈍化膜

9.5複習思考題

第10章擴散工藝的化學基礎

10.1半導體雜質的類型

10.1.1N型雜質

10.1.2P型雜質

10.2磷擴散的化學原理

10.2.1固態雜質源擴散

10.2.2液態雜質源擴散

10.2.3氣態雜質源擴散

10.3硼擴散的化學原理

10.3.1固態雜質源擴散

10.3.2液態雜質源擴散

10.3.3氣態雜質源擴散

10.4複習思考題

第11章光刻與製版工藝的化學基礎

11.1光刻膠及光刻工藝中的化學過程

11.1.1光刻膠知識

11.1.2顯影過程中的化學知識

11.2蝕刻技術的化學過程

11.2.1蝕刻技術術語

11.2.2濕法蝕刻

11.2.3乾法蝕刻

11.3製版工藝的化學基礎

11.3.1超微粒乾版製備

11.3.2鉻版製備

11.3.3氧化鐵彩色版製備

11.4複習思考題

11.5實訓3 簡易光刻實訓

第12章化學清洗與純水的製備

12.1矽片表面沾污的雜質類型和清洗矽片的一般步驟

12.1.1矽片表面沾污的雜質類型

12.1.2清洗矽片的一般步驟

12.2清洗中的基本原理

12.2.1用有機溶劑清洗

12.2.2用鹼液、肥皂和合成洗滌劑清洗

12.2.3用無機酸清洗

12.3純水製備的化學原理

12.3.1純水在半導體生產中的套用

12.3.2離子交換樹脂

12.3.3用電滲析法製備純水

12.3.4用反滲透法製備純水

12.4複習思考題

第13章化學品的安全性

13.1常見危險化學品標誌及人體健康危害分類數字

13.1.1常見危險化學品標誌

13.1.2人體健康危害分類數字

13.2化學材料的暴露極限

13.3化學品安全說明書（MSDS）

13.3.1MSDS的作用

13.3.2我國關於MSDS的規定

13.3.3MSDS實例

13.4濕化學材料的安全性

13.4.1腐蝕性材料

13.4.2溶劑

13.4.3製造廠常用的化學材料及危險等級

13.5氣體泄漏與監控

13.6離子注入的安全知識

13.7化學材料再循環的安全知識

13.8複習思考題

附錄

附錄AGB 13690—1992《常用危險化學品的分類及標誌》化學品的基本危險特性

附錄BGB/T 16483—2008《化學品安全技術說明書內容和項目順序》說明書填寫指南

參考文獻

半導體基礎與套用

基本介紹

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