矽加工中的錶徵 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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[美] 布倫德爾，埃文斯，斯特勞瑟 編

圖書標籤:

• 矽加工
• 半導體材料
• 材料錶徵
• 微電子
• 薄膜技術
• 錶麵分析
• 工藝控製
• 質量檢測
• 集成電路
• MEMS

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560342801

版次：1

商品編碼：11402700

包裝：平裝

叢書名： 材料錶徵原版係列叢書

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　This volume is one of a series originally issued under anotherimprint. The other volumes in this series are as follows：Characterization of Catalytic Materialsisrael E. Wachs；Characterization of Metals and AlloysPaul H. Holloway and P. N Vaidyanathan；Characterization of CeramicsRona/d E. Loehman；Characterization of PolymersNed J. Chou， Stephen R Kowalczyk， Ravi Saraf， and Ho—Ming Tong；Characterization in Compound Semiconductor ProcessingGary McGuire and Yale Strausser；Characterization of Integrated Circuit Packaging MaterialsThomas M. Moore and Robert G. McKenna；Characterization of Composite MaterialsHatsuo Ishida；Characterization of Tribological MaterialsWilliam A. Glaeser；Characterization of Optical MaterialsGregory J. Exarhos；Characterization of Organic Thin FilmsAbraham Ulman.

目錄

Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series ix
Preface to Series x
Preface to the Reissue of Characterization in Silicon Processing xi
Preface xii
Contributors xiv
APPLICATION OF MATERIALS CHARACTERIZATION TECHNIQUES TO SILICON EPITAXIAL GROWTH
1.1 Introduction 1
1.2 Silicon Epitaxial Growth 2
Basic Chemical Reactions 2， Precleaning Considerations 3，
Reactor Types 3
1.3 Film and Process Characterization 4
Crystal Quality 4， PrecleanQuality 6， Thickness 9， Dopant
Concentration and Dopant Profiling 12
1.4 Selective Growth 14
Basic Process Considerations 14， Defect Density and Growth
Morphology 15， Predean Quality 18， Thickness 18
1.5 Si1 _xGex Epitaxial Growth 18
Material Considerations 18， Reactor Types 19
1.6 Si1_ xGex Material Characterization 20
Composition and Thickness 20， Growth Morphology 22， Lattice
Strain and Critical Thickness 23， Relaxation Kinetics 24， Bandgap
Measurements 24， Interracial Abruptness and Outdiffusion 25，
Impurity Profiles 25
1.7 Summary 26
POLYSILICON CONDUCTORS
SILICIDES
ALUMINUM— AND COPPER—BASED CONDUCTORS
TUNGSTEN—BASED CONDUCTORS
BARRIER FILMS
APPENDIX： TECHNIQUE SUMMARIES

前言/序言

《材料錶徵科學：從基礎到前沿》 書籍簡介 在材料科學與工程的廣闊領域中，理解材料的微觀結構、化學成分、物理性能以及它們之間錯綜復雜的關係，是驅動技術創新和解決實際問題的基石。無論是開發更堅固的閤金，設計更高效的半導體器件，還是創造具有特定生物相容性的醫用材料，對材料進行精確、全麵的錶徵都是不可或缺的關鍵環節。《材料錶徵科學：從基礎到前沿》一書，旨在係統地梳理和深入剖析當前材料錶徵領域的核心原理、先進技術及其在各個學科分支中的廣泛應用，為研究人員、工程師、學生以及所有對材料科學感興趣的讀者提供一本全麵、權威的參考指南。 本書的編排邏輯清晰，從最基礎的材料科學概念齣發，逐步深入到各種先進的錶徵技術及其背後的物理原理。開篇章節將詳細闡述材料科學的基本要素，例如原子結構、晶體學、相圖、缺陷類型以及不同材料類彆（金屬、陶瓷、聚閤物、復閤材料、半導體等）的宏觀及微觀特性。在此基礎上，本書將係統介紹一係列至關重要的錶徵技術，並根據其作用原理和應用領域進行分類闡述。 一、 結構錶徵 材料的微觀結構，包括晶體結構、晶粒尺寸、晶界、位錯、孿晶、孔隙率等，直接決定瞭材料的力學、電學、磁學和光學性能。本書將重點介紹以下結構錶徵方法： X射綫衍射（XRD）： 詳盡解釋布拉格定律、衍射峰的形成機理、如何通過XRD確定晶體結構、晶格常數、織構、相組成以及估算微晶尺寸和晶格應變。本書將涵蓋粉末XRD、單晶XRD、薄膜XRD等不同模式的應用，並討論 Rietveld精修等定量分析技術。 電子顯微學（SEM & TEM）： 掃描電子顯微鏡（SEM）： 深入介紹二次電子、背散射電子、俄歇電子、X射綫等信號的産生機製及其在觀察樣品錶麵形貌、成分分布（通過EDX/WDS）、顆粒大小和形態方麵的應用。本書將詳述不同探測器的功能，以及在低真空、高真空、環境SEM等特殊模式下的應用。 透射電子顯微鏡（TEM）： 重點闡述電子束與樣品的相互作用、衍襯成像、明場/暗場成像的原理，如何獲得高分辨率的晶體結構信息、缺陷像、相界信息。將詳細介紹高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、掃描透射電子顯微鏡（STEM）及其結閤能量色散X射綫譜（EDX）或電子能量損失譜（EELS）進行納米尺度成分和化學態分析的能力。 原子力顯微鏡（AFM）： 講解AFM的工作原理，包括接觸模式、非接觸模式和輕敲模式，如何獲得納米級的三維錶麵形貌、錶麵粗糙度、高度信息，以及在測量錶麵硬度、摩擦力、導電性、磁性等方麵的應用。 衍射技術（中子衍射、電子衍射）： 介紹中子衍射在探測輕元素、磁結構以及深層結構信息方麵的優勢，以及電子衍射在TEM中的應用，用於精細結構分析。 二、 成分與化學態錶徵 理解材料的化學組成和原子間的化學鍵閤狀態，是掌握其性能與行為的關鍵。本書將係統介紹多樣的化學錶徵技術： 能量色散X射綫譜（EDX/EDS）與波長色散X射綫譜（WDS）： 詳細解釋X射綫激發原子産生特徵X射綫及能量/波長與元素種類、含量相關的原理，介紹EDX和WDS在SEM/TEM中的聯用，進行元素定性與定量分析，以及其空間分辨率和探測極限。 X射綫光電子能譜（XPS）： 深入闡述光電效應，介紹XPS如何通過分析光電子的脫齣能量，確定樣品錶麵的元素組成、化學態（氧化態、配位環境、化學鍵閤）和分子結構。討論其在薄膜、錶麵改性、催化等領域的重要應用，以及深度剖析技術。 俄歇電子能譜（AES）： 解釋俄歇效應，並將其與XPS進行對比，闡述AES在錶麵成分分析方麵的優勢，尤其是在高空間分辨率和錶麵敏感性方麵。 二次離子質譜（SIMS）： 介紹SIMS的原理，包括離子轟擊、二次離子産生和質譜分析，重點闡述其極高的靈敏度，能夠檢測痕量元素，並進行深度剖析和二維/三維化學成像。 傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）與拉曼光譜： 講解分子振動與紅外/拉曼光相互作用的原理，介紹FTIR和拉曼光譜如何用於識彆有機物、聚閤物、無機物中的官能團和化學鍵，進行成分鑒定和結構分析。特彆關注共聚焦顯微拉曼光譜在空間分辨化學成分分析中的應用。 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）與熒光光譜： 闡述電子躍遷與吸收/發射光的關係，介紹UV-Vis光譜在分析具有特定發色團的物質、量化濃度方麵的應用，以及熒光光譜在探測熒光物質、研究分子環境和能量轉移過程中的重要性。 三、 物理性能錶徵 材料的物理性能，如力學性能、熱學性能、電學性能、磁學性能、光學性能等，是評價其應用價值的直接依據。本書將圍繞這些性能的測量技術展開： 力學性能測試： 詳細介紹拉伸、壓縮、彎麯、硬度（洛氏、維氏、努氏）、衝擊（夏比、伊佐德）、疲勞、蠕變等經典力學性能測試方法，以及納米壓痕、微拉伸等微觀力學測試技術。討論應力-應變麯綫的解讀，以及斷裂韌性、屈服強度、楊氏模量等關鍵參數的意義。 熱學性能測試： 闡述差示掃描量熱法（DSC）在測量相變溫度（熔點、玻璃化轉變溫度）、熱容、反應熱等方麵的應用；熱重分析（TGA）在研究材料的熱穩定性、分解行為、揮發物分析中的作用；熱膨脹係數的測量（如熱膨脹儀）；導熱係數的測量（如激光閃光法）。 電學性能測試： 介紹四探針法、範德華法在測量材料電阻率、電導率方麵的應用；霍爾效應測量載流子濃度和遷移率；介電性能測試（介電常數、損耗）；半導體PN結特性測試；鐵電、壓電性能的測量。 磁學性能測試： 講解振動樣品磁力計（VSM）和超導量子乾涉儀（SQUID）在測量材料磁化強度、磁滯迴綫、居裏溫度等方麵的原理和應用；磁疇成像技術。 光學性能測試： 介紹摺射率、透射率、反射率的測量；全息成像；光緻發光（PL）譜的測量與分析。 四、 前沿與綜閤錶徵技術 隨著材料科學的飛速發展，一係列更先進、更精密的錶徵技術應運而生，為深入理解材料的復雜行為提供瞭可能。本書將介紹： 同步輻射光源的應用： 闡述同步輻射光源在X射綫衍射（高能量、高亮度）、X射綫吸收光譜（EXAFS, XANES）、X射綫成像（微焦點、納米焦點）等方麵的獨特優勢，以及其在材料研究中的前沿應用。 原位錶徵技術： 強調在材料服役或反應過程中進行原位錶徵的重要性，例如在特定溫度、氣氛、電場、應力等條件下進行的XRD、TEM、XPS、拉曼等原位測試，以揭示動態過程和真實結構-性能關係。 三維錶徵技術： 介紹X射綫計算機斷層掃描（Micro-CT, Nano-CT）在無損獲取材料內部三維結構信息方麵的應用；聚焦離子束（FIB）與SEM/TEM聯用進行三維納米結構重構。 計算材料學與錶徵的結閤： 探討密度泛函理論（DFT）計算、分子動力學模擬等計算方法如何與實驗錶徵相互印證，預測材料性能、解釋實驗現象、指導實驗設計。 五、 應用案例與學科交叉 本書的最後部分將通過具體的應用案例，展示上述錶徵技術在不同學科領域的強大作用。例如： 半導體與微電子： 利用TEM、XPS、SIMS等錶徵技術，優化器件結構、分析界麵缺陷、研究摻雜過程。 新能源材料： 通過XRD、SEM、XPS、電化學測試等，開發高性能鋰離子電池正負極材料、燃料電池催化劑、太陽能電池。 生物材料與醫學工程： 使用AFM、SEM、FTIR等，研究生物相容性、細胞與材料的相互作用、藥物載體。 先進結構材料： 結閤力學測試、XRD、SEM、TEM等，設計和開發高強度、高韌性的金屬閤金、陶瓷和復閤材料。 催化與錶麵科學： 運用XPS、AES、SIMS、原位FTIR/拉曼等，研究催化劑的錶麵結構、活性位點和反應機理。 《材料錶徵科學：從基礎到前沿》不僅僅是一本技術的羅列，更注重於揭示不同錶徵技術背後的科學原理，強調選擇閤適的錶徵手段解決特定材料問題的重要性，並引導讀者理解如何將多種錶徵技術有機結閤，從而獲得對材料最全麵、最深刻的認識。本書的目標是賦能每一位讀者，使其能夠以更精準、更高效的方式探索材料世界的奧秘，為科學研究和技術創新貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對科技史和材料科學的交叉領域有著濃厚興趣的業餘愛好者，偶然間看到瞭《矽加工中的錶徵》這本書。雖然我並非直接從事矽加工行業，但“錶徵”這個詞本身就勾起瞭我的好奇心。閱讀過程中，我驚訝地發現，這本書不僅僅是技術手冊，更像是一部關於“如何認識和理解矽”的百科全書。它以一種近乎“偵探小說”的敘事方式，層層揭示瞭科學傢們如何通過各種先進的“偵測手段”來探究矽的微觀世界。我特彆喜歡其中關於“光譜學技術”的章節，它不僅僅羅列瞭各種光譜技術（如紅外光譜、拉曼光譜），更重要的是解釋瞭它們各自的“絕技”——如何捕捉矽原子與其周圍環境的“對話”。書中對“電子顯微鏡”的描述也十分精彩，它讓我看到瞭微觀世界的壯麗景象，以及如何通過分辨“原子級彆的細節”來理解材料的性能。這本書讓我體會到，科學的進步離不開對事物本質的深入探索，而“錶徵”正是這一切的基石。它拓展瞭我的知識邊界，讓我對材料科學有瞭更深刻的敬畏。

評分☆☆☆☆☆

這本《矽加工中的錶徵》簡直是我的“救星”！最近接手瞭一個新項目，涉及到一些非常精細的矽晶圓處理，之前我對這個領域的瞭解可以說是一片空白。拿著這本書，我原本緊鎖的眉頭舒展開瞭不少。翻開目錄，我就看到瞭“錶麵形貌分析”、“晶體結構鑒定”、“化學成分探測”這些我急需瞭解的內容。一開始，我以為會是那種枯燥晦澀的理論堆砌，但齣乎意料的是，這本書的語言風格非常平實易懂，即便是初學者也能很快抓住重點。書中大量的圖錶和案例分析，更是把那些抽象的概念具象化瞭。我印象最深的是關於“原子力顯微鏡（AFM）”的章節，它不僅詳細介紹瞭AFM的工作原理，還列舉瞭它在矽錶麵粗糙度、形貌錶徵上的實際應用，配圖清晰，步驟明瞭，我甚至覺得我都能自己動手操作一番瞭。還有關於“X射綫衍射（XRD）”的部分，它深入淺齣地解釋瞭如何通過XRD來判斷矽的晶體取嚮和晶格缺陷，這對於我後續的工藝優化至關重要。這本書為我打開瞭一個全新的視角，讓我對矽加工的“錶徵”有瞭係統性的認識，為我今後的工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電子行業摸爬滾打多年的工程師，我深知“錶徵”在産品研發和質量控製中的關鍵作用。《矽加工中的錶徵》這本書，可以說是為我們這類實踐者量身打造的。它沒有過多空泛的理論，而是直擊核心，提供瞭大量解決實際問題的思路和方法。我最看重的是它關於“缺陷檢測與分析”的內容，這直接關係到芯片的良率和可靠性。書中詳細介紹瞭多種缺陷的類型，以及如何利用“掃描電子顯微鏡（SEM）”等設備進行快速、準確的識彆。此外，關於“薄膜特性分析”的章節也給我留下瞭深刻印象。在微電子製造中，薄膜的厚度、均勻性、成分等都直接影響器件性能，而這本書則提供瞭係統性的檢測手段，例如“橢圓偏振光譜儀”的應用，讓我能夠更有效地評估和控製薄膜質量。這本書的可貴之處在於，它不僅講解瞭“是什麼”，更闡述瞭“為什麼”以及“怎麼做”，使得我們能夠更好地理解背後的原理，從而在工作中遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我都在尋找一本能夠係統性梳理矽加工中“錶徵”技術的書籍，《矽加工中的錶徵》這本書無疑滿足瞭我的期待。它不僅僅是一本技術指南，更像是一部關於“如何用科學語言描述矽”的“藝術品”。我最喜歡的部分是它將各種錶徵技術進行“橫嚮對比”的章節，清晰地展現瞭不同技術在分辨率、精度、信息獲取角度上的差異，這對於我選擇最適閤的錶徵手段非常有幫助。書中對“電學性質的錶徵”的闡述也十分到位，它涵蓋瞭從宏觀到微觀的多種電學測量方法，並結閤瞭實際的晶圓測試案例，這對於理解矽材料的導電性、載流子遷移率等關鍵參數至關重要。這本書的邏輯清晰，結構完整，內容翔實，堪稱一部不可多得的“矽錶徵”領域的權威參考書。它讓我能夠更全麵、更深入地理解矽加工中的各個環節，為我的研究工作提供瞭強大的理論支持和實踐指導。

評分☆☆☆☆☆

我是一個喜歡思考事物本質的人，即使是看似尋常的事物，我也希望瞭解其內在的運作機製。《矽加工中的錶徵》這本書，以一種極其詳盡和嚴謹的態度，解構瞭“矽”這個在我們生活中無處不在的材料。它不僅僅是關於“加工”，更多的是關於“如何去瞭解這個加工過程中的每一個細節”。我尤其欣賞書中對“量子尺度下的光學性質錶徵”的討論，雖然我不是物理學傢，但作者能夠用相對容易理解的語言，解釋諸如“光緻發光”等現象如何揭示矽材料的電子結構。這種深入到微觀層麵的解讀，讓我對矽有瞭全新的認識，不再僅僅是“一塊芯片”的原材料，而是具有豐富物理特性的復雜體係。書中關於“錶麵化學反應的錶徵”也讓我大開眼界，它揭示瞭在矽加工過程中，錶麵的化學環境如何深刻影響後續的工藝步驟。這本書讓我意識到，科技的進步，正是建立在對這些微觀世界一絲不苟的“錶徵”之上。