半導(dǎo)體材料測(cè)試與分析

前言

　　半導(dǎo)體材料是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是微電子、光電子以及太陽(yáng)能等工業(yè)的基石，對(duì)國(guó)家工業(yè)、科技和國(guó)防的發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。毫無(wú)疑問(wèn)，半導(dǎo)體材料的電學(xué)性能、光學(xué)性能和機(jī)械性能將會(huì)影響半導(dǎo)體器件的性能和質(zhì)量，而半導(dǎo)體材料這些性能又取決于其摻雜和晶格的完整性，因此，半導(dǎo)體材料性能和結(jié)構(gòu)的測(cè)試和分析，是半導(dǎo)體材料研究和開(kāi)發(fā)的重要方面?！　∧壳?，我國(guó)以微電子工業(yè)為代表的高科技產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)際微電子的主要產(chǎn)業(yè)基地之一；同時(shí)，我國(guó)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅速，數(shù)百家太陽(yáng)能電池器件和材料企業(yè)涉及其中，其太陽(yáng)能電池產(chǎn)量已經(jīng)居世界第一位，是我國(guó)重要的新興高科技產(chǎn)業(yè)；另外，我國(guó)半導(dǎo)體照明等光電子和其他新型半導(dǎo)體材料、器件產(chǎn)業(yè)也方興未艾。因此，半導(dǎo)體材料的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，成為國(guó)家科技、工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展的重要方向，這些對(duì)半導(dǎo)體材料的測(cè)試與分析都有重要的需求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)論是半導(dǎo)體材料的測(cè)試技術(shù)、測(cè)試原理，還是應(yīng)用領(lǐng)域，都將會(huì)有很大的變化和發(fā)展?！　”緯?shū)主要描述半導(dǎo)體材料的測(cè)試分析技術(shù)，介紹各種測(cè)試技術(shù)的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)、樣品制備和分析實(shí)例，主要包括載流子濃度（電阻率）、少數(shù)載流子壽命、發(fā)光等性能以及雜質(zhì)和缺陷的測(cè)試，其測(cè)試分析技術(shù)涉及四探針電阻率測(cè)試、無(wú)接觸電阻率測(cè)試、擴(kuò)展電阻、微波光電導(dǎo)衰減測(cè)試、霍爾效應(yīng)測(cè)試、紅外光譜測(cè)試、深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試、正電子湮沒(méi)測(cè)試、熒光光譜測(cè)試、紫外，可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試、電子束誘生電流測(cè)試、I-V和C-V等。　　本書(shū)著重介紹半導(dǎo)體材料的專(zhuān)門(mén)的測(cè)試分析技術(shù)，特別是半導(dǎo)體材料電學(xué)性能和光學(xué)性能的測(cè)試。這些測(cè)試技術(shù)（如Hall效應(yīng)等）在普通的材料測(cè)試和分析著作中一般都沒(méi)有介紹；而深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試、正電子湮沒(méi)測(cè)試和電子束誘生電流測(cè)試技術(shù)在國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有專(zhuān)門(mén)著作介紹。至于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的一般測(cè)試分析技術(shù)，如透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、光學(xué)顯微鏡、x射線(xiàn)衍射儀、光電子能譜儀等等，其原理和應(yīng)用在其他通用型材料測(cè)試分析技術(shù)和原理的著作中會(huì)涉及，在本書(shū)中就沒(méi)有加以介紹?！　”緯?shū)在國(guó)內(nèi)外最近研究成果的基礎(chǔ)上，闡述了半導(dǎo)體材料現(xiàn)代測(cè)試分析的主要技術(shù)，每一種技術(shù)都描述了基本原理、儀器構(gòu)造原理、樣品制備和實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)例等內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)上，以每一種測(cè)試技術(shù)為單元，單章獨(dú)立講述。

內(nèi)容概要

　　《半導(dǎo)體材料測(cè)試與分析》主要介紹半導(dǎo)體材料的各種測(cè)試分析技術(shù)，涉及測(cè)試技術(shù)的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)、樣品制備和應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容：包括四探針電阻率、無(wú)接觸電阻率、擴(kuò)展電阻、微波光電導(dǎo)衰減、霍爾效應(yīng)、紅外光譜、深能級(jí)瞬態(tài)譜、正電子湮沒(méi)、熒光光譜、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、電子束誘生電流、I-V和C-V等測(cè)試分析技術(shù)。半導(dǎo)體材料是微電子、光電子和太陽(yáng)能等工業(yè)的基石，而其電學(xué)性能、光學(xué)性能和機(jī)械性能將會(huì)影響半導(dǎo)體器件的性能和質(zhì)量，因此，半導(dǎo)體材料性能和結(jié)構(gòu)的測(cè)試和分析，是半導(dǎo)體材料研究和開(kāi)發(fā)的重要方面?！　　栋雽?dǎo)體材料測(cè)試與分析》可供大專(zhuān)院校的半導(dǎo)體物理、材料與器件、材料科學(xué)與工程和太陽(yáng)能光伏等專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)學(xué)生、研究生和教師作教學(xué)用書(shū)或參考書(shū)，也可供從事相關(guān)研究和開(kāi)發(fā)的科技工作者和企業(yè)工程師參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章 電阻率測(cè)試1.1 探針?lè)?.1.1 半導(dǎo)體材料的電阻率和載流子濃度1.1.2 探針?lè)y(cè)試電阻率的基本原理1.1.3 四探針?lè)ǖ臏y(cè)試設(shè)備1.1.4 樣品制備及測(cè)試過(guò)程注意事項(xiàng)1.1.5 四探針測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例1.2 無(wú)接觸法1.2.1 無(wú)接觸法測(cè)試原理1.2.2 無(wú)接觸式渦流法測(cè)試設(shè)備1.2.3 樣品制備及測(cè)試過(guò)程注意事項(xiàng)1.2.4 無(wú)接觸測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例參考文獻(xiàn)第2章 擴(kuò)展電阻測(cè)試2.1 擴(kuò)展電阻測(cè)試的基本原理2.1.1 單探針結(jié)構(gòu)擴(kuò)展電阻的測(cè)試原理2.1.2 二探針和三探針結(jié)構(gòu)的測(cè)試原理2.1.3 三種探針結(jié)構(gòu)形式的比較2.2 擴(kuò)展電阻測(cè)試系統(tǒng)2.3 擴(kuò)展電阻測(cè)試的樣品2.3.1 擴(kuò)展電阻法樣品的磨角2.3.2 擴(kuò)展電阻法樣品的制備2.4 擴(kuò)展電阻測(cè)試的影響因素2.4.1 擴(kuò)展電阻法測(cè)量過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題2.4.2 擴(kuò)展電阻法測(cè)量淺結(jié)器件結(jié)深和雜質(zhì)分布時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題2.5 擴(kuò)展電阻測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例2.5.1 硅晶體電阻率微觀均勻性的測(cè)量2.5.2 硅晶體中氧濃度及其分布的測(cè)量2.5.3 硅晶體離子注入層的測(cè)試2.5.4 硅外延層厚度和載流子濃度的測(cè)試2.5.5 硅pn結(jié)和器件結(jié)構(gòu)的測(cè)試2.5.6 硅晶體中雜質(zhì)擴(kuò)散特性的測(cè)試參考文獻(xiàn)第3章 少數(shù)載流子壽命測(cè)試3.1 少數(shù)載流子的壽命3.1.1 非平衡載流子的產(chǎn)生3.1.2 非平衡載流子壽命3.2 少數(shù)載流子壽命測(cè)試的基本原理和技術(shù)3.2.1 少數(shù)載流子壽命的測(cè)試3.2.2 直流光電導(dǎo)衰退法3.2.3 高頻光電導(dǎo)衰退法3.2.4 表面光電壓法3.2.5 少子脈沖漂移法3.3 微波光電導(dǎo)衰退法3.3.1 微波光電導(dǎo)測(cè)試基本原理3.3.2 微波光電導(dǎo)測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)備3.3.3 微波光電導(dǎo)測(cè)試樣品3.3.4 微波光電導(dǎo)測(cè)試影響因素3.3.5 微波光電導(dǎo)測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例參考文獻(xiàn)第4章 少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度測(cè)試4.1 表面光電壓測(cè)試原理4.1.1 古德曼關(guān)系4.1.2 少子擴(kuò)散長(zhǎng)度4.1.3 理論修正4.2 表面光電壓測(cè)試系統(tǒng)4.3 表面光電壓測(cè)試樣品和測(cè)試工藝4.3.1 測(cè)試樣品4.3.2 測(cè)試工藝4.4 表面光電壓測(cè)試影響因素4.4.1 吸收系數(shù)4.4.2 反射率4.4.3 探針及光斑直徑4.4.4 溫度4.4.5 表向復(fù)合4.4.6 陷阱4.4.7 掃描方式4.5 表面光電壓測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例4.5.1 硅片中的Fe濃度測(cè)試4.5.2 多晶硅薄膜性能表征4.5.3 化合物半導(dǎo)體InP性能表征參考文獻(xiàn)第5章 霍爾效應(yīng)測(cè)試5.1 霍爾效應(yīng)的基本理論5.1.1 霍爾效應(yīng)的基本原理5.1.2 范德堡測(cè)試技術(shù)5.2 霍爾效應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)5.2.1 霍爾效應(yīng)測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)5.2.2 霍爾效應(yīng)儀的靈敏度5.3 霍爾效應(yīng)的樣品和測(cè)試5.3.1 霍爾效應(yīng)測(cè)試的樣品結(jié)構(gòu)5.3.2 霍爾效應(yīng)測(cè)試的測(cè)準(zhǔn)條件5.3.3 霍爾效應(yīng)測(cè)試步驟5.4 霍爾效應(yīng)測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例5.4.1 硅的雜質(zhì)補(bǔ)償度測(cè)量5.4.2 znO的載流子濃度、遷移率和補(bǔ)償度測(cè)量5.4.3 硅超淺結(jié)中載流子濃度的深度分布測(cè)量參考文獻(xiàn)第6章 紅外光譜測(cè)試6.1 紅外光譜測(cè)試原理6.1.1 紅外光譜測(cè)試的基本分類(lèi)6.1.2 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試的基本原理6.1.3 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試的特點(diǎn)6.2 傅里葉變換紅外光譜的測(cè)試系統(tǒng)6.3 紅外光譜測(cè)試的樣品和影響因素6.3.1 測(cè)試樣品制備6.3.2 測(cè)試影響因素6.4 傅里葉紅外光譜的應(yīng)用和實(shí)例6.4.1 硅晶體中雜質(zhì)和缺陷的測(cè)量6.4.2 砷化鎵中雜質(zhì)和缺陷的測(cè)量6.4.3 鍺中雜質(zhì)的測(cè)量6.4.4 氮化鎵中雜質(zhì)的測(cè)量參考文獻(xiàn)第7章 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試7.1 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試的基本原理7.1.1 陷阱中心的基本電學(xué)性質(zhì)7.1.2 陷阱對(duì)自由載流子的俘獲和發(fā)射7.1.3 陷阱中心引起的電容瞬態(tài)變化7.2 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試技術(shù)7.2.1 Boxcar技術(shù)7.2.2 雙脈沖Boxcar技術(shù)7.2.3 Lock-in技術(shù)7.2.4 CC-DLTS技術(shù)7.2.5 傅里葉變換DLTS技術(shù)7.2.6 Laplace轉(zhuǎn)換的DLTS技術(shù)7.2.7 光生電導(dǎo)DLTS技術(shù)7.2.8 掃描DLTS技術(shù)7.3 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試信號(hào)的分析7.3.1 俘獲截面和能級(jí)位置的測(cè)量7.3.2 陷阱深度分布的測(cè)量7.3.3 電場(chǎng)效應(yīng)和德拜效應(yīng)的測(cè)量7.3.4 擴(kuò)展缺陷的DLTS譜特征7.4 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試系統(tǒng)及品質(zhì)因子7.4.1 DLTS測(cè)試系統(tǒng)7.4.2 DLTS測(cè)試系統(tǒng)的品質(zhì)因子7.5 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試樣品7.5.1 DLTS樣品要求7.5.2 歐姆接觸7.5.3 肖特基接觸7.6 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例7.6.1 GAAS薄膜缺陷的測(cè)量7.6.2 硅晶體點(diǎn)缺陷的測(cè)量7.6.3 硅晶體金屬雜質(zhì)的測(cè)量7.6.4 硅晶體位錯(cuò)和氧化誘生層錯(cuò)的測(cè)量……第8章 正電子湮沒(méi)譜測(cè)試第9章 光致熒光譜測(cè)試第10章 紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試第11章 電子束誘生電流測(cè)試第12章 I-V和C-V測(cè)試參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　由于物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性，當(dāng)改變通過(guò)某一物質(zhì)的入射光的波長(zhǎng)，并且記錄該物質(zhì)在每一波長(zhǎng)處的吸光度時(shí)，這樣就可以獲得該物質(zhì)的吸收光譜?！　∮捎诜肿又须娮幽芗?jí)的范圍剛好在紫外-可見(jiàn)光（200～800mm）波段，因此當(dāng)入射光的波長(zhǎng)在200～800mm時(shí)，所獲得的吸收光譜就是紫外-可見(jiàn)吸收光譜。研究各種物質(zhì)的紫外-可見(jiàn)吸收光譜，可以為研究它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供重要的信息。而基于上述原理進(jìn)行分析的方法，稱(chēng)為紫外-可見(jiàn)光分光光度法。紫外-可見(jiàn)光分光光度法自19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)，已有一百多年的歷史。由于它具有較高的精度、設(shè)備簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速可靠、測(cè)試范圍較廣等優(yōu)點(diǎn)，可用于微量元素分析、高純物質(zhì)測(cè)試、環(huán)境及生物化學(xué)研究等方面，并在半導(dǎo)體材料研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。　　本章首先介紹紫外-可見(jiàn)吸收光譜的基本概念和基本原理，其次介紹紫外-可見(jiàn)吸收光譜的方法和設(shè)備，最后介紹紫外一可見(jiàn)吸收光譜在半導(dǎo)體材料中的應(yīng)用?！　?0.1 光吸收的基本原理　　10.1.1 光的吸收　　物質(zhì)對(duì)光的吸收是物質(zhì)的分子、原子或離子與輻射能相互作用的一種形式。通常，只有當(dāng)入射光子的能量與吸光體原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量差相等時(shí)，引起電子在能級(jí)間的躍遷，入射光才會(huì)被吸收。因此，光的吸收是非連續(xù)的。而且。不同物質(zhì)的原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需的能量各有差異，故它只能選擇性地吸收與之相當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)的光，它們的關(guān)系服從普朗克條件。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    半導(dǎo)體材料測(cè)試與分析 PDF格式下載

---