第1章 真空技术与气体传输安全
1-1 气 压
1-2 气体动力学
1-3 真空系统
1-3.1 气导(conductance)
1-3.2 抽气速率
1-4 真空泵浦
1-4.1 回转式机械泵浦(rotary mechanical pump)与干式泵浦(dry pump)
1-4.2 扩散泵浦(diffusion pump)
1-4.3 涡轮式分子泵浦(turbo molecular pump)
1-4.4 低温泵浦(cryogenic pump)
1-5 真空气压计(vacuum pressure gauge)
1-5.1 Pirani真空计
1-5.2 热电偶真空计(thermocouple gauge)
1-5.3 Baratron电容式真空计
1-5.4 离子式真空计
1-5.5 Penning冷阴极真空计
1-5.6 剩余气体分析仪(residual gas analyzer)
1-6 漏气测定
1-7 气体传输系统
1-7.1 阀门(valve)
1-7.2 真空导引(feed through)
1-7.3 管件的连接
1-8 危险气体的处理
1-9 流量的量测与控制
习题
参考资料
第2章 电浆物理
2-1 电浆中的气相碰撞
2-2 各种电浆粒子与表面之作用
2-2.1 溅 射
2-2.2 二次电子
2-2.3 在基板表面沉积薄膜或蚀刻
2-3 直流辉光放电(D.C glow discharge)
2-3.1 直流辉光放电特性
2-3.2 阴极暗区
2-3.3 电浆辉光放电区
2-3.4 阳极暗区
2-4 射频辉光放电(radio frequency glow discharge)
2-4.1 RF电浆的直流自我偏压
2-4.2 RF系统的电压分布
2-4.3 调频器(matching box or tunner)
2-5 磁控管(magnetron)辉光放电
2-5.1 带电粒子在磁场方向螺旋前进
2-5.2 带电粒子受电力和磁力作用
2-6 高密度电浆(high density plasma)
习题
参考资料
第3章 表面动力学与薄膜生长机制
3-1 物理吸附(physisorption)
3-2 化学吸附(chemisorption)
3-3 吸附原子在基板表面产生表面张力
3-4 结合能与表面张力
3-5 吸附量与温度、气压之关系
3-6 掺质原子在晶体中的扩散
3-7 表面扩散与薄膜间的互扩散
3-8 孕核(nucleation)
3-9 原子团的生长与聚合
3-10 薄膜的结构与缺陷
习题
参考资料
第4章 薄膜制作技术
4-1 热氧化(thermal exidation)
4-2 物理汽相沉积(PVD)
4-2.1 蒸镀(evaporation)
4-2.2 脉冲雷射沉积(PLD)
4-2.3 溅射沈积或干蚀刻(Sputtering Deposition or Dry Etching)
4-2.4 离子束沉积与蚀刻(Ion beam deposition or Ion mill)
4-3 化学汽相沉积(CVD)
4-3.1 反应腔中气体传送原理
4-3.2 CVD动力学
4-3.3 CVD反应系统
4-4 导电薄膜和介电薄膜制作
4-5 磊晶技术(epitaxial technology)
4-5.1 卤化物系VPE同质磊晶
4-5.2 Ⅲ一Ⅴ族半导体异质磊晶
4-6 微影制版术(lithography technology)
4-6.1 光阻材料
4-6.2 紫外线曝光技术
4-6.3 图案对准技术
4-7 蚀刻技术(Etching technology)
4-7.1 湿式蚀刻
4-7.2 干蚀刻
习题
参考资料
第5章 磊晶生长与光学薄膜
5-1 同质磊晶生长模式
5-2 异质磊晶的能隙与晶格常数
5-3 晶格失配的结构
5-4 异质磊晶层中的应变能
5-5 异质磊晶的差排能
5-6 超晶格应变层与插入差排
5-7 电磁波在固态界面的传输
5-8 光在薄膜界面的反射与穿透
5-9 多层抗反射薄膜
5-10 超晶格高反射薄膜
习题
参考资料
第6章 表面、界面与元件电性
6-1 表面能态
6-2 金属与半导体界面
6-3 欧姆接触
6-4 金属-氧化层-半导体(MOS)界面
6-5 异质结构的应用元件
6-5.1 发光二极体(Light Emitting Diode LED)
6-5.2 半导体雷射二极体(Laser Diode LD)
6-5.3 异质双载子接面电晶体
(Heterojunction Bipolor Transistor HBT)
6-5.4 高电子迁移率电晶体(pseudomorphic High Electron
Mobility Transistor pHEMT)
习题
参考资料
第7章 散射与薄膜结构或成分分析
7-1 X-射线绕射与三维倒晶个格
7-2 电浆振盪子(plasmons)与电磁耦合量子(polaritons)
7-2.1 离子晶体的声子
7-2.2 电浆振盪子
7-3 二维结晶学
7-3.1 基板晶格表面
7-3.2 表面结构的Wood符号与叠层覆盖率
7-3.3 薄膜与基板的绕射图案关系
7-4 电子绕射(LEED & RHEED)
7-5 拉塞福(Rutherford)反向散射光谱仪(RBS)
7-6 二次离子质谱仪 (SIMS)
习题
参考资料
第8章 薄膜特性检测技术与原理
8-1 光学特性分析技术
8-1.1 光学显微镜
8-1.2 椭圆仪(ellipsometer)
8-1.3 红外光谱仪(FTIR)
8-1.4 拉曼(Raman)光谱分析
8-1.5 激发光光谱分析
8-1.6 感应耦合电浆原子发射光谱(ICPOES)
8-2 电子束分析技术
8-2.1 扫描式电子显微镜 (SEM)
8-2.2 穿透式电子显微镜 (TEM)
8-2.3 欧杰电子光谱仪 (AES)
8-3 扫描探针显微技术(Scanning Probe Microscopy)
8-3.1 扫描式穿隧显微镜 (STM)
8-3.2 原子力显微镜(AFM)
8-3.3 近场光学显微镜
8-4 X-射线分析技术
8-4.1 X射线特性
8-4.2 X光绕射仪
8-4.3 光电子光谱仪 (photoemission spectroscopy)
8-4.4 X射线萤光分析
8-5 薄膜应力量测
8-6 金属薄膜的片电阻
8-7 绝缘薄膜的介电强度与崩溃电荷密度
习题
参考资料
附录
附录A 部分习题解答
附录B 元素週期表
附录C 室温下一些半导体之物性
附录D Si、Ge、GaAs和SiO的性质(300°K)
附录E 用于电子材料的某些元素的物理性质
附录F 物理常数及其换算
坦白说,我拿到这本书的时候,并没有抱太大的期望。市面上同类书籍太多了,很多都是“换汤不换药”,内容陈旧,或者写得过于理论化,脱离实际。但是,当我开始阅读《薄膜科技与应用(第四版)》时,我发现我的看法有所改变。首先,它的内容组织非常合理。从基础概念到具体应用,层层递进,循序渐进。对于一个初学者来说,不会觉得无从下手;对于有一定基础的人来说,也能快速找到自己感兴趣的部分。我尤其喜欢其中关于不同薄膜沉积技术的比较分析。作者清晰地列举了各种方法的原理、优缺点、适用范围以及典型的工艺参数,这对于选择合适的制备方法非常有指导意义。例如,在讲解物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)时,作者不仅解释了它们的基本原理,还对比了它们在薄膜均匀性、致密性、生长速率以及成本等方面的差异。这一点对于我们做工艺开发的人来说,是非常实用的参考。另外,书中还涵盖了薄膜的机械性能、光学性能、电学性能、热学性能等多个方面的表征方法和测试技术。这些基础的表征知识,对于理解薄膜的实际性能至关重要。我之前在做一些光学薄膜设计时,就遇到了很多关于折射率、吸收系数等参数的理解问题,这本书对此有比较详细的解释。总的来说,这是一本内容丰富、结构清晰、兼具理论深度和实践指导意义的书籍。
评分阅读《薄膜科技与应用(第四版)》的过程中,我最大的体会是,作者在内容的编排和细节的把握上都做得非常出色。这本书并没有像很多教科书那样,只是简单地罗列一些知识点,而是试图构建一个完整的知识体系,让读者能够理解薄膜技术是如何从基础原理发展到各种复杂应用的。我印象特别深刻的是,书中在讲解某些技术概念时,会追溯到其发展的历史渊源,或者提及一些关键的科学发现,这有助于我们理解这些技术是如何一步步发展起来的。例如,在讲到真空技术在薄膜制备中的重要性时,作者会回顾早期真空泵的发展历程,以及高真空环境是如何为薄膜沉积提供可能性的。这种历史的视角,让枯燥的技术知识变得更加生动有趣。另外,书中对薄膜在不同学科领域的交叉应用也进行了深入的探讨。比如,在材料科学、物理学、化学、工程学以及生命科学等领域,薄膜技术都扮演着越来越重要的角色。书中列举了许多跨学科的案例,比如在生物传感器、微流控芯片、以及药物输送系统中的薄膜应用,这些都充分展现了薄膜技术的强大潜力和广阔前景。我之前可能更多地关注在物理或电子领域的薄膜应用,但这本书让我看到了薄膜技术在其他领域的巨大价值,也拓宽了我的视野。
评分这本书的质量,出乎我的意料。虽然我已经阅读了不少关于薄膜技术的书籍,但《薄膜科技与应用(第四版)》依然带给我不少惊喜。让我印象深刻的是,作者在讨论某个薄膜技术或应用时,不仅仅局限于描述其基本原理,还会深入分析其背后的科学依据,以及可能存在的局限性。例如,在讲解某些高选择性的薄膜沉积技术时,作者会详细分析影响选择性的关键因素,并提出一些提高选择性的策略。这种严谨的科学态度,对于我们这些需要进行深入研究的读者来说,是非常宝贵的。此外,书中对实际案例的分析也做得非常到位。它并没有仅仅罗列一些成功的应用范例,而是会深入剖析这些应用是如何实现的,其关键技术点在哪里,以及在实际生产中可能面临的挑战。我特别喜欢书中关于某些特定薄膜材料的“案例研究”,它会从材料的选择、制备工艺、性能优化,到最终的应用效果,进行一个完整的展示。这种“抽丝剥茧”式的分析,能够帮助我们更清晰地理解一个复杂的技术是如何从无到有,最终落地到实际应用中的。我感觉作者不仅具备深厚的理论功底,而且拥有丰富的实践经验,能够将这些宝贵的经验转化为清晰、易懂的文字,呈现给读者。这本书无疑为我提供了一个更深入、更系统地理解薄膜科技的窗口,并且为我未来的研究和工作提供了重要的参考。
评分我当时买这本书,纯粹是抱着一种“姑且一试”的心态。毕竟,市面上关于薄膜技术的好书不算太多,很多所谓的“综述”写得云里雾里,要么就是过于侧重某一细分领域,要么就是泛泛而谈,缺乏实际指导意义。这本《薄膜科技与应用(第四版)》虽然名字听起来很“厚重”,但实际翻阅下来,发现它的叙事方式还挺接地气的。比如,在讲到一些复杂的物理化学概念时,作者会尽量用比较通俗易懂的语言来解释,还会穿插一些图表和示意图,帮助读者理解。这一点我特别赞赏,因为对于很多非理论出身的工程师或者初学者来说,直接面对一大堆公式和专业术语,很容易产生畏难情绪。书中关于薄膜制备方法的介绍,我觉得也比较全面。从传统的真空蒸镀、溅射,到后来兴起的化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD),甚至是更前沿的一些溶液法制备技术,都给出了简要的原理和优缺点分析。我特别关注ALD的部分,因为我们团队最近在尝试一些高精度、超薄薄膜的制备,ALD在可控性方面有很大优势。书中对ALD的机理、工艺参数控制以及在特定领域的应用都有比较详细的描述,这对我非常有启发。另外,关于薄膜的表征技术,例如X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)等,也都有所涉及。虽然这些内容可能不是本书的重点,但作为一个完整的技术参考,这些基础的介绍是必不可少的。总的来说,这本书在内容的安排和叙述方式上,都体现了作者的用心,让原本枯燥的科技知识变得更加易于接受。
评分这本书的封面设计,说实话,在书架上乍一看还真不太吸引人。那种经典的科技书籍版式,色彩比较沉稳,字体也走的是严谨路线。不过,对于真正需要深入了解薄膜科技的读者来说,这倒也不是什么大问题。关键还是内容。我拿到这本书,主要是因为我的研究方向正好涉及到一些特定的薄膜制备和表征技术,之前看的资料有些零散,一直想找一本系统性的参考书。翻开目录,看到章节的安排,大概能猜到作者的思路是很清晰的,从基础的薄膜生长原理、物理化学性质,一直讲到各种具体的应用领域,比如光学薄膜、电子薄膜、生物医用薄膜等等,感觉涵盖得还挺广的。其中关于薄膜结构与性能关系的部分,我尤其感兴趣。毕竟,很多时候,我们遇到的问题,归根结底还是出在薄膜的微观结构上。如果这本书能在这方面有深入的探讨,提供一些实用的分析方法和案例,那就太值了。当然,我也知道,一本涵盖如此广泛领域的书籍,很难做到每一部分都达到极致的深度。但我期望它能提供一个扎实的基础框架,让我在遇到具体问题时,能够快速定位到相关的知识点,并且能够获得一些启发性的思路。书的纸质和印刷质量也还不错,翻起来手感比较厚实,字迹清晰,排版也比较舒服,长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。整体来说,虽然封面不算惊艳,但从内容的广度和深度来看,这本书还是有潜力的。
评分这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本技术书籍,更是一本“工具书”,可以随时翻阅,解决遇到的实际问题。我经常会在实验室里用到各种薄膜,但有时会遇到一些奇怪的现象,比如膜层附着力差、表面粗糙度不理想、或者光学性能不稳定等等。我尝试着在书中寻找答案,发现很多问题都能在书中找到一些相关的解释和建议。比如说,在遇到膜层附着力问题时,我会去查阅关于基底处理、沉积工艺参数对附着力的影响等章节,看看是否能找到一些调整的思路。书中对不同沉积方法的描述,以及各种工艺参数对薄膜性能的影响,都写得非常具体,就像是把作者的经验都浓缩在了里面。这一点非常难得。另外,我注意到书中还包含了一些关于薄膜退火、表面改性等后处理工艺的介绍。这些后处理工艺对于优化薄膜性能往往起到至关重要的作用,但很多时候在文献中看到的都比较零散。这本书把这些内容集中起来,并且给出了详细的机理和实验建议,这对我非常有价值。在实际操作中,我也会经常遇到一些关于薄膜表征的问题,比如说,如何选择合适的表征方法来评估薄膜的某个特定性能,或者如何解读表征数据。书中对各种表征技术的原理和应用也进行了介绍,这能帮助我更好地理解和运用这些表征工具。总的来说,这本书是一本非常实用、易于查阅的技术参考书,它能够有效地帮助我解决在薄膜制备和应用过程中遇到的各种问题。
评分我买这本书的主要目的,其实是想解决一些实际生产中的技术难题。我们公司在生产一种特定类型的光学薄膜,过程中会遇到一些良率不高的问题,比如说膜层内部的气孔、应力不均,以及附着力不牢固等等。我希望这本书里面能有一些关于这些常见缺陷的成因分析,以及对应的解决方案。在翻阅过程中,我惊喜地发现,书中确实有专门的章节在讨论薄膜缺陷的产生机理和控制策略。比如,关于真空环境的控制、靶材的选择、溅射功率的调整、基底的预处理等等,都详细地阐述了这些因素如何影响薄膜的质量。特别是关于应力控制的部分,书里提到了几种常用的方法,像是通过调整气体压力、溅射速率,或者是在膜层中引入掺杂等,来减小膜层内部的应力,避免起膜、脱膜等现象的发生。这对我解决实际问题非常有帮助。此外,书中也提到了一些表面改性技术,比如等离子体处理,可以有效地提高薄膜与基底之间的附着力。这些具体的技术细节,对于我们工程师来说,是至关重要的。我感觉这本书的作者,应该是对薄膜的制备过程有非常深入的理解,并且能够将这些复杂的知识,用一种清晰、有条理的方式呈现出来。虽然有些内容可能需要结合我自己的实际工艺来理解和应用,但总体来说,这本书为我提供了一个很好的理论基础和实践指导。
评分读完这本书,我最深的感受是,它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师。作者在讲解过程中,时不时会穿插一些行业内的发展趋势、技术瓶颈以及未来展望。比如,在讲到新能源领域的薄膜应用时,不仅仅是列举了各种电池、太阳能电池的薄膜材料,还会讨论到效率提升、成本降低、循环寿命等实际面临的挑战,以及当前研究的热点方向。这种视角,对于我们这些在产业界一线工作的技术人员来说,是非常宝贵的。它能帮助我们跳出日常琐碎的工作,从更宏观的层面去理解我们所处的领域,并且能够更有针对性地去思考下一步的研究方向。书中关于智能材料和柔性电子领域的薄膜应用,我也觉得写得很有意思。特别是关于可穿戴设备、柔性显示等方面的介绍,让我看到了薄膜技术在未来生活中的巨大潜力。虽然这些内容可能目前还处于研究阶段,但这本书能够提前将这些前沿的知识呈现给读者,无疑是一种前瞻性的指引。另外,我注意到本书的第四版,相比之前的版本,在内容的更新上应该做了不少工作。特别是随着科学技术的飞速发展,很多新的材料、新的工艺、新的应用都在不断涌现。我期待这本书能够及时反映这些最新的进展,而不是停留在几年前的知识体系里。在实际阅读中,我也确实感觉到作者在努力跟进技术发展的步伐,这一点非常难得。
评分我购买这本书,很大程度上是因为我在日常工作中经常会接触到各种薄膜材料,但对它们的具体性质和应用了解不够全面。这本书的出现,像是在我面前打开了一扇新世界的大门。我被书中对不同薄膜材料的分类和介绍所吸引,从金属薄膜、氧化物薄膜,到氮化物薄膜、碳基薄膜,再到各种功能性薄膜,如压电薄膜、铁电薄膜、磁性薄膜等,都进行了详细的阐述。每一类薄膜,作者都从其基本的物理化学性质、制备方法、表征手段以及主要的工业应用等方面进行了介绍。这一点非常棒,因为我可以快速地了解到某一种薄膜材料的基本情况,以及它在各个领域有哪些潜在的应用。特别是书中关于功能性薄膜的介绍,让我大开眼界。我之前只知道一些基础的光学和电子薄膜,但这本书让我了解到,原来还有这么多神奇的薄膜材料,它们可以实现很多我们意想不到的功能,比如传感、储能、催化等等。书中还提到了一些薄膜材料在生物医学领域的应用,比如用于药物缓释、组织工程、生物传感器等,这些内容也让我对薄膜技术的未来发展充满了期待。当然,对于书中某些非常专业的部分,我可能还需要结合其他的参考资料来进一步深入学习,但总体而言,这本书为我提供了一个非常好的知识框架和学习起点。
评分这本书的深度,对我来说,恰到好处。我是一名在半导体制造行业工作多年的工程师,对薄膜技术已经有了一定的了解,但总感觉在某些细节上不够深入。这本书的第四版,正好满足了我的需求。它没有回避那些复杂的物理化学原理,但也不会把读者直接扔进一堆枯燥的公式里。作者在解释这些原理时,通常会结合具体的薄膜制备过程或者应用场景来展开,让理论变得更加生动和易于理解。我特别关注了书中关于金属薄膜和介质薄膜的章节。在半导体制造中,这些薄膜的应用非常广泛,从导电层到绝缘层,其性能直接影响到芯片的集成度和可靠性。书中对这些薄膜的晶体结构、生长模式、界面特性以及在各种工艺(如刻蚀、离子注入)中的行为都进行了详细的论述。我还注意到,作者在讲解过程中,会引用一些近期的研究成果和专利技术,这表明本书的内容是与时俱进的,而不是停留在过去的知识。例如,在讲到高介电常数(high-k)材料的应用时,书中不仅介绍了常见的材料体系,还会提及一些新型材料的研发进展以及面临的挑战。这种前沿性的内容,对于我们这些需要不断学习新技术的行业从业者来说,非常有价值。总的来说,这本书为我提供了一个更全面、更深入的视角来理解半导体制造中的薄膜技术,帮助我更好地解决实际工作中遇到的问题。
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