半导体材料

第1章 半导体材料概论

1.1 半导体材料的研究和发展历史

1.2 半导体材料的基本性质

1.2.1 半导体材料的分类

1.2.2 半导体材料的基本电学特性

1.2.3 半导体材料的材料结构特性

1.3 半导体材料的应用和产业

1.3.1 半导体材料在微电子产业的应用

1.3.2 半导体材料在光电子产业的应用

1.3.3 半导体材料在太阳能光伏产业的应用

1.4 半导体材料的展望

习题1

第2章 半导体材料物理基础

2.1 载流子和能带

2.1.1 载流子和电导率

2.1.2 能带结构

2.1.3 电子和空穴

2.2 杂质和缺陷能级

2.2.1 掺杂半导体材料

2.2.2 杂质能级

2.2.3 深能级

2.2.4 缺陷能级

2.3 热平衡状态下的载流子

2.3.1 载流子的状态密度和统计分布

2.3.2 本征半导体的载流子浓度

2.3.3 掺杂半导体的载流子浓度和补偿

2.4 非平衡少数载流子

2.4.1 非平衡载流子的产生、复合和寿命

2.4.2 非平衡载流子的扩散

2.4.3 非平衡载流子在电场下的漂移和扩散

2.5 PN结

2.5.1 PN结的制备

2.5.2 PN结的能带结构

2.5.3 PN结的电流-电压特性

2.6 金属-半导体接触和MIS结构

2.6.1 金属-半导体接触

2.6.2 欧姆接触

2.6.3 MIS结构

习题2

参考文献

第3章 半导体材料晶体生长原理

3.1 半导体晶体材料的生长方式

3.2 晶体生长的热力学理论

3.2.1 晶体生长的自由能和驱动力

3.2.2 晶体生长的均匀成核

3.2.3 晶体生长的非均匀成核

3.3 晶体生长的动力学理论

3.3.1 晶体生长单原子层界面模型

3.3.2 晶体生长机制

3.4 晶体的外形控制

3.4.1 晶体外形和界面自由能的关系

3.4.2 晶体外形和晶体生长界面的关系

3.4.3 晶体外形和晶体生长方向的关系

习题3

参考文献

第4章 半导体材料晶体生长技术

4.1 熔体生长技术

4.1.1 直拉晶体生长技术

4.1.2 布里奇曼晶体生长技术

4.1.3 区熔晶体生长技术

4.2 溶液生长技术

4.2.1 溶液降温生长晶体技术

4.2.2 溶液恒温蒸发生长晶体技术

4.2.3 溶液温差水热生长晶体技术

4.2.4 溶剂分凝（助溶剂法）生长晶体技术

4.2.5 溶液液相外延生长晶体技术

4.3 气相生长技术

4.3.1 真空蒸发法

4.3.2 升华法

4.3.3 化学气相沉积法

4.3.4 低维半导体材料的生长和制备

习题4

参考文献

第5章 元素半导体材料的基本性质

5.1 硅材料

5.1.1 硅的基本性质和应用

5.1.2 硅的晶体结构

5.1.3 硅的能带结构

5.1.4 硅的电学性质

5.1.5 硅的化学性质

5.1.6 硅的光学性质

5.1.7 硅的力学性质

5.1.8 硅的热学性质

5.2 锗材料的基本性质

5.3 碳材料的基本性质

习题5

参考文献

第6章 元素半导体材料的提纯和制备

6.1 金属硅的制备

6.2 高纯多晶硅的提纯和制备

6.2.1 三氯氢硅工艺制备高纯多晶硅

6.2.2 硅烷热分解工艺制备高纯多晶硅

6.2.3 流化床工艺制备高纯多晶硅

6.2.4 其他化学提纯工艺制备高纯多晶硅

6.2.5 物理冶金工艺制备太阳能级多晶硅

6.3 高纯锗半导体材料的提纯和制备

6.3.1 锗半导体材料的应用

6.3.2 金属锗的制备

6.3.3 高纯锗的制备

6.3.4 单晶锗的制备

习题6

参考文献

第7章 区熔单晶硅的生长和制备

7.1 分凝现象和分凝系数

7.1.1 分凝现象和平衡分凝系数

7.1.2 有效分凝系数

7.1.3 正常凝固和杂质分布

7.2 区熔晶体生长理论

7.3 区熔单晶硅生长

习题7

参考文献

第8章 直拉单晶硅的生长和制备

8.1 直拉单晶硅的生长工艺

8.1.1 直拉单晶硅生长的基本工艺

8.1.2 直拉单晶硅生长的主要控制因素

8.2 直拉单晶硅的新型生长工艺

8.2.1 磁控直拉单晶硅生长工艺

8.2.2 重复装料直拉单晶硅生长工艺

8.2.3 连续加料直拉单晶硅生长工艺

8.3 硅片加工工艺

8.3.1 晶锭切断

8.3.2 晶锭滚圆和切方

8.3.3 晶锭切片

8.3.4 硅片化学腐蚀

8.3.5 硅片倒角

8.3.6 硅片研磨

8.3.7 硅片抛光

习题8

参考文献

第9章 直拉单晶硅的杂质和缺陷

9.1 直拉单晶硅的掺杂

9.1.1 直拉单晶硅的掺杂剂

9.1.2 直拉单晶硅的掺杂技术

9.1.3 直拉单晶硅的掺杂量

9.2 直拉单晶硅的杂质

9.2.1 氧杂质

9.2.2 碳杂质

9.2.3 氮杂质

9.2.4 锗杂质

9.2.5 氢杂质

9.2.6 金属杂质

9.3 直拉单晶硅的缺陷

9.3.1 单晶硅原生缺陷

9.3.2 硅片加工诱生缺陷

9.3.3 器件工艺诱生缺陷

习题9

参考文献

第10章 硅薄膜半导体材料