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第1章 真空技术1

1.1 真空的基本概念1

1.1.1 真空的定义1

1.1.2 真空度单位1

1.1.3 真空区域划分2

1.2 真空的获得3

1.3 真空度测量10

1.3.1 热传导真空计10

1.3.2 热阴极电离真空计12

1.3.3 冷阴极电离真空计14

1.4 真空度对薄膜工艺的影响16

参考文献16

第2章 蒸发技术17

2.1 发展历史与简介17

2.2 蒸发的种类18

2.2.1 电阻热蒸发18

2.2.2 电子束蒸发22

2.2.3 高频感应蒸发24

2.2.4 激光束蒸发25

2.2.5 反应蒸发26

2.3 蒸发的应用实例27

2.3.1 Cu（In,Ga）Se2薄膜27

2.3.2 ITO薄膜28

参考文献29

第3章 溅射技术30

3.1 溅射基本原理30

3.2 溅射主要参数33

3.2.1 溅射阈和溅射产额33

3.2.2 溅射粒子的能量和速度36

3.2.3 溅射速率和淀积速率38

3.3 溅射装置及工艺39

3.3.1 阴极溅射39

3.3.2 三极溅射和四极溅射40

3.3.3 射频溅射40

3.3.4 磁控溅射41

3.3.5 反应溅射43

3.4 离子成膜技术45

3.4.1 离子镀成膜45

3.4.2 离子束成膜47

3.5 溅射技术的应用50

3.5.1 溅射生长过程50

3.5.2 溅射生长ZnO薄膜的性能52

参考文献55

第4章 化学气相沉积57

4.1 概述57

4.2 硅化学气相沉积58

4.2.1 CVD反应类型58

4.2.2 CVD热力学分析61

4.2.3 CVD动力学分析67

4.2.4 不同硅源的外延生长70

4.2.5 成核72

4.2.6 掺杂74

4.2.7 外延层质量77

4.2.8 生长工艺78

4.3 CVD技术的种类80

4.3.1 常压CVD80

4.3.2 低压CVD81

4.3.3 超高真空CVD83

4.4 能量增强CVD技术87

4.4.1 等离子增强CVD88

4.4.2 光增强CVD88

4.5 卤素输运法89

4.5.1 氯化物法90

4.5.2 氢化物法90

4.6 MOCVD技术91

4.6.1 MOCVD简介91

4.6.2 MOCVD生长GaAs95

4.6.3 MOCVD生长GaN96

4.6.4 MOCVD生长ZnO100

4.7 特色CVD技术105

4.7.1 选择外延CVD技术105

4.7.2 原子层外延108

参考文献110

第5章 脉冲激光沉积114

5.1 脉冲激光沉积概述114

5.2 PLD的基本原理115

5.2.1 激光与靶的相互作用115

5.2.2 烧蚀物的传输117

5.2.3 烧蚀粒子在衬底上的沉积118

5.3 颗粒物的抑制118

5.4 PLD在Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜中的应用120

5.4.1 ZnO薄膜的PLD生长120

5.4.2 其他Ⅱ-Ⅵ族化合物的PLD生长126

参考文献126

第6章 分子束外延129

6.1 引言129

6.2 分子束外延的原理和特点129

6.3 外延生长设备131

6.4 分子束外延生长硅135

6.4.1 表面制备135

6.4.2 外延生长136

6.4.3 掺杂141

6.4.4 外延膜的质量诊断145

6.5 分子束外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料和结构146

6.5.1 MBE生长GaAs146

6.5.2 MBE生长InAs/GaAs148

6.5.3 MBE生长GaN150

6.6 分子束外延生长Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料和结构151

6.6.1 HgCdTe材料152

6.6.2 CdTe/Si的外延生长153

6.6.3 HgCdTe/Si的外延生长153

6.6.4 ZnSe、ZnTe153

6.6.5 ZnO薄膜153

6.7 分子束外延生长其他半导体材料和结构155

6.7.1 SiC材料155

6.7.2 生长小尺寸Ge/Si量子点156

6.7.3 生长有机半导体薄膜156

参考文献158

第7章 液相外延162

7.1 液相外延生长的原理162

7.1.1 液相外延基本概况162

7.1.2 硅液相外延生长的原理163

7.2 液相外延生长方法和设备166

7.3 液相外延生长的特点168

7.4 液相外延的应用实例169

7.4.1 硅材料169

7.4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料170

7.4.3 碲镉汞材料171

7.4.4 SiC材料171

参考文献172

第8章 湿化学制备方法173

8.1 溶胶—凝胶技术173

8.1.1 Sol-Gel的生长机制173

8.1.2 Sol-Gel的工艺过程174

8.1.3 Sol-Gel合成TiO2薄膜178

8.1.4 Sol-Gel的优点和缺点179

8.2 喷雾热分解技术180

8.2.1 喷雾热分解的种类180

8.2.2 喷雾热分解的生长过程183

8.2.3 喷雾热分解的应用介绍185

8.2.4 喷雾热分解制备ZnO薄膜186

8.3 液相电沉积技术187

8.3.1 电沉积简介187

8.3.2 电沉积制备类金刚石薄膜189

参考文献191

第9章 半导体超晶格和量子阱193

9.1 引言193

9.2 半导体超晶格、量子阱的概念和分类194

9.2.1 组分超晶格194

9.2.2 掺杂超晶格196

9.2.3 应变超晶格196

9.2.4 调制掺杂超晶格196

9.3 半导体超晶格、量子阱的量子特性197

9.3.1 量子约束效应197

9.3.2 量子隧穿和超晶格微带效应198

9.3.3 共振隧穿效应200

9.4 半导体超晶格、量子阱的结构和器件应用介绍201

9.4.1 GaAs/AlxGa1-xAs体系202

9.4.2 ZnSe基异质结、量子阱结构203

参考文献203

第10章 半导体器件制备技术206

10.1 衬底材料的清洗206

10.2 发光二极管207

10.2.1 GaN基LED208

10.2.2 ZnO基LED213

10.2.3 白光LED218

10.3 薄膜晶体管221

10.3.1 薄膜晶体管的工作原理222

10.3.2 非晶硅薄膜晶体管223

10.3.3 多晶硅薄膜晶体管224

10.3.4 有机薄膜晶体管224

10.3.5 ZnO薄膜晶体管225

10.4 光电探测器226

10.4.1 光电导探测器227

10.4.2 肖特基型光电探测器229

10.4.3 p-n结型光电探测器230

10.4.4 改进型光电二极管231

参考文献233