半导体科学技术

半导体科学技术,2006.03.22,詹华瀚,Office:嘉庚四-316Telobilemail:hhzhanQQ:2647970/31/zhan/,ModernLife,ABOUT,矿物质,冶金级材料,多晶体,单晶薄膜,器件,应用器械,化工,冶金,提纯,冶炼,材料基本性质理论计算分析特征检测分析加工制造工艺材料器件应用,掺杂,改性外延,刻蚀,封装,嵌入,连接,报废,分解,老化,回收,INDEX,基础知识简介理论计算分析材料生长制备实验表征分析器件应用工艺特殊材料器件,1.基础知识简介,固体物理学：晶体结构、能带、费米能级半导体物理学：杂质、缺陷、掺杂、普通物理学：热、力、声、电普通化学：元素周期表、酸碱、腐蚀数值计算方法：C+，Fortran，etc,硅工艺,冶金级硅99%半导体级多晶硅单晶硅:悬浮区熔硅,直拉硅Czochralski(1917)制片(XRD测量其晶性能)晶体生长:水平生长,垂直生长,晶体拉制,液体覆盖,掺杂,直拉法生长Si单晶,扩散离子注入选择性掺杂,光刻,光刻胶曝光如MOSFET的简化工艺,Lithoprocess,刻蚀,DryetchofSi,湿法干法硬件终点,诊断,控制技术,硅器件及工艺,栅介质浅结结构金属化集群设备技术,势效应器件.Pn结场效应量子效应微波与光电器件,互连技术,IC逢装,IC,2.理论计算分析,FirstPrinciplecalculationAb-initialVASPLMTODOSMD96etc,ZnO结构模型,Si的能带结构图及掺杂,3.材料生长制备,半导体材料的化学生长提纯制作器件用的单晶生长切片,抛光外延生长工艺:MBE、MOCVD、CVD、UHV-CVD,MOCVD,TEMfigsofGaNSchottkyRectifiersbyMOCVD,Riber1000MBEsystem,AFMofnanodotsbyMBE,Break,4.实验表征分析,表面结构分析：XRD、TEM、SEM、STM组分结构分析：SIMS、EDS光学性质测量：PL/CL、RS、TS电学性质测量：HALL、I-V、C-V,PhilipsXRD,TypicalXRDresult,STMsystem,Si(111)surface(7x7)reconstructionobservedbySTMandnon-contactAFM,由于金属表面的自由电子被局域在栅栏内，从而形成了电子云密度分布的驻波形态。这是人类首次用原子组成具有特定功能的人工结构。,单原子的移动bySTM,TEMinXMU,TEMfigures,LEO-SEMinXMU,ZnO纳米材料bySEM,化学方法生长的ZnO纳米阵列100000 x倾斜35度图象来源:中国科学院电子显微镜重点实验室,PLsystem,PLversusSidopingofGaN,Bio-radhallsystem,HalleffectplotofAlN,Mobility,DLTS,DLTSofAlGaAs:Sn,DLTSspectraofAlxGa1-xAs(x=0.26,0.53).,5.特殊材料器件,第一代:Si材料器件第二代:GaAs,InP化合物半导体第三代:GaN第四代:ZnOetc,SiinIC,GaN发光LED,6.器件应用工艺,器件结构和器件工艺保护器件及其与外部相连接的封装工艺特殊器件:LED、LD,LED,UV-ZnOlaserdiode,PCboard,教材1,微电子制造科学原理与工程技术ISBN:7-5053-8313-2电子工业出版社美StephenA.Campbell著曾莹等译本书系统地介绍了微电子制造科学原理与工程技术，覆盖了集成电路制造所涉及的所有基本单项工艺，包括光刻、等离子体和反应离子刻蚀、离子注入、扩散、氧化、蒸发、气相外延生长、溅射和化学气相淀积等。对每一种单项工艺，不仅介绍了它的物理和化学原理，还描述了用于集成电路制造的工艺设备。本书还介绍了各种先进的工艺技术，如快速热处理、下一代光刻、分子束外延和金属有机物化学气相淀积等。在此基础上本书讨论了如何将这些单项工艺集成为各种常见的集成电路工艺技术，如CMOS技术、双极型技术和砷化镓技术，此外本书还介绍了微电子制造的新领域即微机械电子系统及其工艺技术。,教材2,半导体材料作者：邓志杰郑安生化学工业出版社内容简介:本书共分11章，分别介绍了各类半导体材料的基本性质和制备技术。按电子、光电子、敏感、热电及红外光学等几大领域介绍了各种半导体材料与特定应用相关的性能及其应用技术。,其它参考书目文献,薄膜物理与技术杨邦朝主编电子科技大学出版社薄膜技术基础清华大学教材田民波编1998年半导体物理学.刘恩科等编.国防工业出版社出版半导体物理与器件基本原理（第3版）（英文影印版）,清华大学出版社国外大学优秀教材微电子类系列