半導體化閤物光電器件製備 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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許並社，梁建，劉旭光，賈虎生 編

圖書標籤:

• 半導體
• 光電器件
• 製備
• 化閤物半導體
• 材料科學
• 電子工程
• 物理學
• 器件物理
• 薄膜技術
• 光電子技術

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122190987

版次：1

商品編碼：11403011

包裝：平裝

叢書名： 半導體化閤物研究與應用叢書

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

頁數：240

正文語種：中文

內容簡介

本係列叢書分為《半導體化閤物光電原理》、《半導體化閤物光電器件製備》、《半導體化閤物光電器件檢測》三部分。本書從ⅢA�並魽族半導體化閤物的基本原理、光電器件製備與工藝以及器件性能檢測等方麵，較係統地介紹瞭相關基礎知識，適閤材料、物理化學、光學、微電子學與固體電子學等專業的本科生和研究生以及工程技術人員和企業相關人員閱讀。

目錄

第1章LED外延片1
1��1LED外延片的基本概念1
1��1��1外延片的概念1
1��1��2LED外延生長的概念、分類1
1��1��3LED外延工藝技術2
1��1��4MOCVD外延片製備的工藝流程9
1��2LED襯底材料9
1��2��1LED襯底材料的選擇依據9
1��2��2LED襯底材料的種類10
1��3LED外延片源材料14
1��3��1MOCVD對源材料的要求14
1��3��2紅黃光LED外延片的MO源14
1��3��3藍綠光LED外延片的MO源15
1��4MOCVD設備16
1��4��1MOCVD設備概述16
1��4��2氣體供應係統17
1��4��3MOCVD反應室17
1��4��4控製係統21
1��4��5尾氣處理係統22
1��4��6Veeco TurboDisc K465i GaN MOCVD設備22
1��5LED外延片MOCVD工藝68
1��5��1紅黃光LED外延片的MOCVD工藝68
1��5��2藍綠光LED外延片的MOCVD工藝68
1��5��3外延技術的發展趨勢72
1��6外延片的檢測73
1��6��1結構測試73
1��6��2LED外延片的光學性能測試74
1��6��3LED外延片的電學性能測試80
參考文獻81
第2章LED芯片製備83
2��1引言83
2��2芯片製造工藝85
2��2��1清洗85
2��2��2ITO透明電極87
2��2��3光刻技術91
2��2��4刻蝕97
2��2��5氮化矽生長101
2��2��6擴散102
2��2��7歐姆接觸104
2��2��8錶麵粗化108
2��2��9光子晶體111
2��2��10激光剝離(Laser Liff�瞣ff,LLO)117
2��2��11倒裝芯片技術118
2��2��12垂直結構芯片技術118
2��2��13化學機械拋光118
2��2��14芯片的切割與分離120
2��2��15芯片分檢入庫121
2��3芯片製作工藝舉例122
2��3��1芯片製備過程中的主要工藝122
2��3��2AlGaInP芯片製作工藝舉例123
2��3��3GaN基大功率LED芯片製作工藝舉例126
參考文獻130
第3章LED芯片封裝131
3��1LED封裝原物料131
3��1��1LED支架131
3��1��2銀膠和絕緣膠132
3��1��3焊綫133
3��1��4封裝材料134
3��2LED封裝結構137
3��2��1引腳式封裝137
3��2��2錶麵貼裝封裝137
3��2��3食人魚封裝138
3��3芯片封裝工藝138
3��3��1封裝生産工藝139
3��3��2封裝設備142
3��3��3各種工藝操作規範144
3��4LED封裝過程常見問題及解決辦法150
3��4��1固晶破裂150
3��4��2膠水問題151
3��4��3氣泡問題152
3��4��4反嚮漏電流152
3��5大功率和白光LED封裝技術152
3��5��1大功率LED封裝芯片152
3��5��2大功率LED封裝關鍵技術154
3��5��3白光LED封裝技術158
3��5��4大功率和白光LED封裝材料161
參考文獻165
第4章LED器件組裝166
4��1LED器件166
4��1��1LED器件應用166
4��1��2LED器件性能167
4��2LED顯示屏168
4��2��1LED顯示屏的分類168
4��2��2LED顯示屏的製作方法169
4��2��3LED顯示屏的色度處理技術170
4��3LED照明173
4��3��1LED照明係統設計173
4��3��2LED燈具標準175
4��4LED背光源177
4��4��1LED背光源177
4��4��2LED背光模組178
4��4��3LED背光源發展趨勢186
參考文獻188
第5章太陽能電池190
5��1太陽能資源分布和主要技術利用發展概況190
5��1��1太陽能資源分布190
5��1��2太陽能的主要利用形式和光伏發電的運行方式192
5��1��3太陽能光伏技術的發展及前景193
5��2太陽能電池的工作原理和基本特性193
5��2��1太陽能電池的工作原理193
5��2��2太陽能電池的基本特性194
5��2��3影響太陽能電池轉換效率的因素196
5��3太陽能電池的分類199
5��4太陽能電池發展存在的問題201
5��5矽太陽能電池202
5��5��1矽材料的製備與選取202
5��5��2單體電池的製造204
5��6太陽能電池組件及封裝212
5��6��1太陽能電池組件的常見結構形式213
5��6��2太陽能電池組件的封裝材料214
5��6��3組件製造工藝214
5��7常見薄膜太陽能電池217
5��7��1矽基薄膜電池217
5��7��2CdS薄膜與Cu2S/CdS太陽能電池227
5��7��3CdS/CuInSe2薄膜太陽能電池228
5��7��4CIGS薄膜太陽能電池231
5��7��5多晶薄膜CdTe材料與CdTe/CdS太陽能電池231
5��7��6砷化鎵(GaAs)薄膜太陽能電池235
5��7��7有機薄膜太陽能電池235
5��7��8染料敏化太陽能電池237
5��7��9 膠體量子點太陽能電池237
5��8太陽能電池的發展趨勢238
參考文獻238

前言/序言

《量子點發光材料與器件》 簡介 本書聚焦於當前極具發展潛力的量子點（Quantum Dots, QDs）發光材料及其在各類光電器件中的應用。量子點作為一類尺寸在納米量級的半導體晶體，因其獨特的量子尺寸效應，展現齣與傳統半導體材料截然不同的光學和電子特性。其發光顔色可隨尺寸連續調諧，具有高熒光量子産率、窄發射光譜、長載流子壽命等優點，這使其在顯示、照明、生物成像、激光、太陽能電池等眾多領域展現齣巨大的應用前景。 第一章：量子點發光材料的基礎理論 本章將深入探討量子點的基本物理概念。首先，我們將迴顧半導體物理的基本原理，包括能帶理論、激子形成與演化等，為理解量子點的特性奠定基礎。隨後，重點闡述量子尺寸效應如何影響半導體材料的帶隙和光學性質。我們將詳細介紹量子點的電子結構，包括庫侖相互作用、激子結閤能以及錶麵態的影響。此外，本章還將討論量子點的光學性質，如吸收光譜和發射光譜的特點，以及熒光量子産率的定義和影響因素。最後，我們將簡要介紹影響量子點性能的關鍵參數，如尺寸分布、晶體結構、錶麵配體等。 第二章：不同類型量子點的製備方法 本章將全麵介紹當前主流的量子點製備方法，從實驗室小規模製備到工業化生産的策略。我們將重點講解幾種重要的量子點材料體係，包括： II-VI族量子點（如CdSe, CdTe）：詳細介紹熱注入法（Hot-injection method），包括前驅體選擇、反應條件（溫度、時間、溶劑）、錶麵配體種類及作用、以及後處理過程（如純化、分散）等。我們將分析該方法在控製量子點尺寸、形貌和光學性能方麵的優勢與挑戰。 III-V族量子點（如InP, GaAs）：討論其製備方法，特彆是避免使用對環境和人體有害的鎘的替代方案。介紹相關的閤成路綫，例如在有機溶劑或水溶液中的製備方法，以及如何實現高穩定性和高光學性能。 鈣鈦礦量子點（Perovskite QDs）：重點介紹其優異的光電性能，以及溶液法製備的多種技術，包括封端閤成法、反溶劑結晶法等。分析其在製備過程中遇到的挑戰，如穩定性問題，以及如何通過錶麵鈍化和封裝來改善其穩定性。 碳點（Carbon Dots）：介紹其綠色環保、成本低廉的特點，以及通過“一鍋法”等簡單易行的方式製備。探討不同前驅體和反應條件對碳點光學性質的影響。 本章還將討論不同製備方法的優缺點，包括産量、可控性、成本、環境友好性以及所得量子點的尺寸分布、形貌、光學特性等。此外，還將介紹一些新興的製備技術，如微流控閤成法、機械化學法等，以期為讀者提供更全麵的視角。 第三章：量子點發光材料的錶徵技術 本章將係統介紹用於錶徵量子點發光材料的關鍵技術。我們將詳細闡述： 形貌和結構錶徵：透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）在觀察量子點尺寸、形狀和聚集態方麵的應用；X射綫衍射（XRD）用於分析晶體結構和尺寸。 光學性質錶徵：紫外-可見吸收光譜（UV-Vis Absorption Spectroscopy）用於研究量子點的吸收特性；熒光光譜（Fluorescence Spectroscopy）用於分析發射光譜、峰位、半高寬以及熒光量子産率的測量方法（如絕對量子産率法和相對量子産率法）。 錶麵化學錶徵：傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）和X射綫光電子能譜（XPS）用於分析量子點錶麵的配體和元素組成。 電學和光電性質錶徵：熒光衰減壽命測量（Fluorescence Decay Lifetime）用於研究載流子動力學；穩態和瞬態光電導測量用於評估其在器件中的電荷傳輸性能。 此外，本章還將討論如何綜閤運用這些錶徵技術，全麵理解量子點的結構-性能關係，為材料優化和器件設計提供指導。 第四章：量子點發光器件的基礎理論與設計 本章將深入探討量子點發光器件的設計原理和工作機製。我們將從基礎的器件物理入手，講解載流子的注入、傳輸、復閤以及發光過程。 器件結構：介紹不同類型的量子點發光器件，包括溶液法製備的器件和真空蒸鍍法製備的器件，以及它們的典型結構，如ITO/HTL/QD/ETL/Cathode等。 載流子注入與傳輸：分析電極材料、有機層（空穴傳輸層HTL、電子傳輸層ETL）對載流子注入效率的影響；討論量子點層內部的載流子擴散和遷移。 激子形成與輻射復閤：講解電注入是如何形成激子，以及不同類型的復閤機製（如單激子復閤、雙激子復閤）。 發光效率：分析限製器件發光效率的因素，包括內部量子效率（IQE）、俄歇復閤、三重態激子淬滅以及光提取效率等。 器件性能參數：介紹評價器件性能的關鍵指標，如亮度、效率（電流效率、功率效率、外部量子效率EQE）、色坐標、壽命等。 器件設計策略：探討如何通過優化材料選擇、器件結構、界麵工程以及提高載流子平衡性來提升器件性能。 第五章：量子點發光顯示器 本章將重點介紹量子點技術在顯示領域的應用。 量子點增強膜（QDEF）技術：詳細介紹QDEF的工作原理，如何利用量子點的窄帶發射光譜來改善LED背光源的色域和能效。分析不同顔色（紅、綠）量子點薄膜的設計和製備。 量子點LED（QLED）：介紹自發光的QLED器件，包括溶液法製備的QLED和真空蒸鍍法製備的QLED。分析其在色彩純度、亮度、響應速度、功耗等方麵的優勢。 器件結構與製備：詳細介紹QLED的器件結構，如ITO/HTL/QD/ETL/Cathode等，並探討不同材料的選擇和製備工藝對器件性能的影響。 色彩調控與一緻性：討論如何通過精確控製量子點尺寸和形貌來獲得精準的色彩，以及如何實現大規模生産中的色彩一緻性。 驅動與控製電路：簡要介紹QLED器件的驅動方式和控製策略。 市場應用與發展趨勢：分析量子點顯示器在高端電視、智能手機、電腦顯示器等市場的應用現狀，並展望其未來發展趨勢，如柔性顯示、透明顯示等。 第六章：量子點照明 本章將探討量子點在固態照明領域的應用。 高顯色指數（CRI）的量子點LED照明：解釋為何LED照明需要高CRI，以及量子點如何通過其可調諧的窄帶發射光譜來模擬自然光，實現高CRI。 暖白光和冷白光的實現：介紹如何通過組閤不同尺寸的量子點或與熒光粉混閤來獲得所需的色溫和CRI。 量子點作為熒光粉的優勢：與其他傳統熒光粉相比，量子點具有更高的量子效率、更窄的發射光譜，有助於減少光衰減和提高能效。 器件結構與性能：討論用於照明的量子點器件的結構設計，包括芯片封裝、光管理等。分析其在亮度、效率、色溫穩定性、壽命等方麵的錶現。 節能與環保：闡述量子點照明技術在節能減排和提升照明品質方麵的潛力。 未來發展方嚮：展望量子點在智能照明、生物照明等領域的應用前景。 第七章：量子點在其他光電器件中的應用 本章將拓展量子點在其他重要光電器件中的應用。 量子點太陽能電池（QDSCs）：介紹量子點作為光吸收材料在太陽能電池中的應用。分析量子點的寬光譜吸收能力和高光電轉換效率的潛力。討論不同類型的QDSCs，如染料敏化太陽能電池（DSSCs）中的量子點敏化、膠體量子點太陽能電池（CQDSCs）等。 量子點激光器：探討量子點的低閾值激發、窄帶發射和高光子增益特性在激光器領域的應用。介紹溶液法製備的量子點激光器和集成在半導體平颱上的量子點激光器。 量子點光電探測器：分析量子點作為光探測器材料的優勢，如快速響應、高靈敏度、寬光譜響應等。介紹基於量子點的光電二極管、光電傳感器等。 量子點在生物醫學領域的應用：簡要介紹量子點在生物成像（如熒光標記）、生物傳感、藥物輸送等方麵的應用，雖然與本章主題“光電器件”有所區彆，但其發光特性是其生物應用的基礎，故在此提及。 新興應用：簡要介紹量子點在光通信、非綫性光學等前沿領域的探索性應用。 第八章：量子點發光材料與器件的挑戰與展望 本章將總結量子點發光材料與器件當前麵臨的挑戰，並展望未來的發展方嚮。 穩定性問題：討論量子點在空氣、光照、濕度等條件下的穩定性問題，特彆是鈣鈦礦量子點的穩定性。分析提高穩定性的方法，如錶麵鈍化、封裝技術、引入穩定的配體等。 成本與規模化生産：分析目前量子點材料和器件製備成本較高的問題，探討如何降低成本，實現大規模、低成本的生産。 環境與毒性問題：討論含鎘量子點對環境和人體健康的影響，以及開發無鎘、無鉛等環境友好型量子點的必要性。 器件效率與壽命的提升：分析如何進一步提高器件的內外量子效率、延長器件工作壽命，以滿足商業化需求。 新材料與新結構的設計：展望新型量子點材料的開發，如近紅外量子點、量子點復閤材料等，以及更先進的器件結構設計。 跨領域融閤與協同發展：探討量子點技術與其他學科（如納米技術、材料科學、信息技術、生物技術）的交叉融閤，以催生新的應用和技術突破。 本書旨在為量子點發光材料和器件的研究人員、工程師以及相關領域的學生提供一本係統、深入的參考書。通過對量子點發光材料的基礎理論、製備方法、錶徵技術，以及在各類光電器件中的應用進行全麵深入的闡述，期望能推動該領域的研究和技術進步。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我並非半導體領域的專業人士，當初選擇這本書，純粹是齣於對“光電器件”這個詞匯的好奇。我原本以為會看到大量晦澀難懂的物理公式和電子電路圖，但《半導體化閤物光電器件製備》給我的驚喜遠不止於此。書中以一種非常“工程師”的視角，係統地梳理瞭從材料選擇到最終器件封裝的每一個環節。它詳細闡述瞭不同化閤物半導體材料（如III-V族和II-VI族）的特性及其在光電器件中的應用優勢，並著重介紹瞭各種薄膜製備技術，如外延生長（MBE、MOCVD）、化學氣相沉積（CVD）以及物理氣相沉積（PVD）等。書中的圖文並茂，大量使用流程圖、示意圖和顯微照片，直觀地展示瞭材料的微觀結構和器件的宏觀形貌。特彆讓我印象深刻的是關於“器件設計”的部分，書中不僅講解瞭如何根據應用需求選擇閤適的材料體係，還探討瞭如何優化器件結構，例如P-N結的摻雜濃度、結深，以及如何通過引入異質結來改善載流子輸運和光電轉換效率。這些內容雖然專業，但作者的講解邏輯清晰，層層遞進，讓我在不知不覺中理解瞭這些復雜的技術細節。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得光電器件是個相當神秘的領域，聽名字就覺得離我很遙遠，但這本書的敘述方式卻齣乎意料的接地氣。它不像我之前讀過的那些理論書，上來就是一大堆公式和方程，而是更側重於“怎麼做”。書中對各種製備過程的細節描述，比如金屬掩膜的製作、刻蝕的參數控製、鈍化層的選擇等等，都非常詳細，甚至可以說是手把手教學的級彆。我特彆喜歡書中關於“優化”的章節，作者通過分析各種工藝參數對器件性能的影響，給齣瞭許多實用的建議，例如如何通過調整退火溫度來改善接觸電阻，或者如何通過選擇閤適的鈍化材料來降低漏電流。這些都是工程師在實際工作中會遇到的問題，而書中給齣的解答，既有理論依據，又有實踐經驗。讀完這部分，我感覺自己仿佛擁有瞭一套“工具箱”，裏麵裝滿瞭解決光電器件製備過程中各種疑難雜癥的“法寶”。即使我不是直接操作這些設備的人，也能體會到其中精益求精的工匠精神，以及科學傢們為瞭提升器件性能所付齣的艱辛努力。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體化閤物光電器件製備》真是讓我大開眼界，雖然我對具體材料的物理化學性質瞭解不多，但書中對整個製備流程的細膩描繪，仿佛把我帶入瞭實驗室，親眼見證著那些微小的、充滿能量的器件是如何一步步成型的。從前處理的精細到薄膜生長的嚴謹，再到器件結構的構建，每一個環節都充滿瞭科學的智慧和工藝的挑戰。特彆是對不同生長技術，比如MBE和MOCVD的對比介紹，讓我對這些看似高深的技術有瞭更直觀的認識。作者並沒有沉溺於枯燥的理論推導，而是用大量圖錶和實例，生動地展示瞭參數優化對器件性能的影響。我尤其對書中關於錶麵形貌控製和界麵工程的部分印象深刻，這部分詳細講解瞭如何通過精細調控，避免缺陷的産生，從而最大化器件的效率和穩定性，這對於理解光電器件的性能瓶頸非常有幫助。讀完這部分，我纔意識到，看似簡單的光電器件，背後是無數科學傢和工程師在材料、結構、工藝上的不懈探索和協同努力。即使是我的非專業背景，也能感受到其中蘊含的深厚技術底蘊和前沿研究方嚮，讓我對半導體化閤物光電器件的製造過程充滿瞭敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體化閤物光電器件製備》的深度和廣度讓我感到驚嘆。它並非僅僅停留在基礎的理論層麵，而是將理論知識與實際的工藝製備緊密結閤。書中對各種先進的製備技術，例如原子層沉積（ALD）和納米壓印技術等，都進行瞭詳細的介紹，並分析瞭它們在提升器件性能和實現小型化、集成化方麵的潛力。我尤其被書中關於“良率控製”和“可靠性測試”的內容所吸引。作者深入剖析瞭在規模化生産過程中可能遇到的各種挑戰，如批次穩定性、環境影響以及長期工作下的性能衰減等，並提齣瞭相應的解決方案和測試方法。這部分內容對於理解如何將實驗室的科研成果轉化為成熟的産品至關重要。書中還探討瞭未來光電器件的發展趨勢，例如柔性光電器件、可穿戴設備中的集成式光電器件以及生物光電器件等，這些前沿的研究方嚮極大地拓展瞭我的視野，讓我看到瞭半導體化閤物光電器件無限的可能性。即使我不是直接從事這項研究的專傢，也能感受到其中蘊含的巨大創新潛力和廣闊的應用前景。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開《半導體化閤物光電器件製備》這本書，我就被它嚴謹而不失生動的風格所吸引。我一直對光電轉換的過程非常著迷，但很少有機會能深入瞭解其背後的製備工藝。《半導體化閤物光電器件製備》這本書恰好填補瞭這個空白。它不僅僅是簡單地羅列各種製備方法，而是深入分析瞭每種方法的原理、優缺點以及適用範圍。我特彆贊賞書中對“材料特性與器件性能關係”的探討。作者詳細解釋瞭為什麼某些化閤物半導體材料更適閤用於發光二極管（LED）、太陽能電池或光電探測器，並結閤具體的實驗數據，說明瞭材料的帶隙、載流子遷移率、光學吸收係數等關鍵參數如何直接影響器件的性能指標，如發光效率、光電轉換效率和響應速度。書中對“缺陷控製”和“界麵工程”的論述更是讓我茅塞頓開，深刻理解瞭材料內部和界麵上的微小差異，是如何放大並最終決定器件的可靠性和壽命。閱讀過程中，我仿佛看到瞭一位經驗豐富的導師，在耐心地指導我如何一步步打造齣高性能的光電器件，讓我對這個領域的專業知識有瞭更係統、更深刻的認識。