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第一章半导体材料1

第一节 半导体材料概述1

一、绝缘体、半导体和导体1

二、半导体材料的种类3

第二节 硅的性质和高纯硅制备的化学原理14

一、硅的物理、化学性质14

二、高纯硅制备的化学原理17

第三节 锗的性质及高纯锗制备的化学原理39

一、锗的物理、化学性质39

二、高纯锗制备的化学原理40

第四节 砷化镓的性质和砷化镓合成的原理42

一、砷化镓的物理、化学性质42

二、砷化镓合成的原理44

第一节 硅片表面清洗的重要性58

第二章清洗工艺中的化学原理58

第二节 硅片表面可能沾污的杂质60

第三节 清洗工艺中的化学原理60

一、化学清洗法的去污原理61

二、超声波在清洗中的作用原理81

三、真空高温处理在清洗中的作用原理83

第四节 化学清洗的实例83

一、硅片的清洗84

二、金属材料的清洗87

三、器皿和管道的清洗89

第五节 清洗工艺中的安全操作95

第三章硅的氧化98

第一节 二氧化硅薄膜在器件中的作用98

一、二氧化硅膜对杂质扩散的掩蔽作用98

二、二氧化硅膜对于器件的表面保护和钝化作用99

三、二氧化硅可作绝缘隔离层100

第二节 制备二氧化硅膜的化学原理101

一、热氧化法生长二氧化硅101

二、热分解淀积二氧化硅102

三、化学输运法淀积二氧化硅106

四、含氯化氢氧化工艺的化学原理106

五、射频辉光放电生长二氧化硅的原理112

第三节 二氧化硅膜厚度和质量的检测115

一、二氧化硅膜厚度的测量115

二、用液晶显示技术检测氧化层针孔116

三、二氧化硅膜连续性的检测120

第四章外延生长工艺中的化学原理121

第一节 外延生长概述121

第二节 外延工艺中气相抛光原理123

一、氯化氢气相抛光123

二、水汽抛光124

三、溴气相抛光125

第三节 外延生长硅单晶的化学原理126

一、四氯化硅氢还原法126

二、三氯氢硅氢还原法130

三、硅烷热分解法131

四、二氯硅烷法132

第四节 外延生长二氧化硅、多晶硅工艺的化学原理132

第五节 砷化镓外延工艺化学原理134

一、砷化镓汽相外延原理135

二、砷化镓液相外延原理140

第五章气体的纯化145

第一节 常用气体的性质145

一、氢气的性质146

二、氧气的性质147

四、氮气的性质149

三、氩气的性质149

五、二氧化碳的性质150

第二节 氢气的纯化151

一、氢气的工业制备151

二、氢气的纯化152

第三节 氧、氩、氮、二氧化碳气体的纯化167

一、氧气的纯化167

二、氩气的纯化167

三、氮气的纯化168

四、二氧化碳的纯化168

第四节 氢气和氧气的安全使用170

第六章照相化学173

第一节 超微粒干版的制备173

一、超微粒干版的制备工艺173

二、超微粒干版制备的几点说明176

第二节 超微粒干版乳剂制备的化学原理178

一、感光剂溴化银179

二、增感剂频那金醇179

三、稳定剂(或防灰雾剂)苯骈三唑182

四、坚膜剂铬钾矾184

五、氯化钠的作用185

六、明胶的作用186

第三节 照相潜影的形成188

第四节 显影的化学原理189

一、显影剂对苯二酚的作用191

二、保护剂亚硫酸钠的作用193

三、促进剂氢氧化钠的作用195

四、防灰雾剂(或抑制剂)溴化钾的作用197

五、影响显影作用的其它因素198

第五节 定影的化学原理200

一、络合剂硫代硫酸钠201

二、中和剂醋酸202

三、保护剂亚硫酸钠203

四、坚膜剂明矾204

第七章光致抗蚀剂205

第一节 半导体器件生产对光致抗蚀剂性能提出的要求205

第二节 负性光致抗蚀剂207

一、聚乙烯醇肉桂酸酯抗蚀剂207

二、聚酯胶223

三、053胶224

四、混合酯型感光胶225

五、OSR胶225

六、橡胶光致抗蚀剂227

第三节 正性抗蚀剂233

一、电子束曝光用的抗蚀剂237

第四节 抗蚀剂的发展动向237

二、曝光时同时进行腐蚀的抗蚀剂238

三、耐高温的抗蚀剂238

四、光变色抗蚀剂238

第八章化学腐蚀240

第一节 化学腐蚀的原理240

一、半导体材料硅、锗、砷化镓的腐蚀241

二、二氧化硅的腐蚀244

三、氮化硅的腐蚀246

四、金属的腐蚀246

第二节 影响化学腐蚀的因素255

一、材料和腐蚀剂的性质255

二、腐蚀液的浓度256

三、腐蚀液的温度258

一、铜离子抛光259

第三节 化学腐蚀与化学-机械抛光259

二、铬离子抛光260

三、二氧化硅-氢氧化钠抛光261

第九章扩散中的杂质源263

第一节 半导体的杂质类型263

第二节 扩散杂质的选择266

第三节 扩散杂质源的化学性质268

一、硼扩散杂质源的性质269

二、磷扩散杂质源的性质272

三、砷扩散杂质源的性质276

四、锑扩散杂质源278

五、金扩散279

六、铝扩散280

一、彩色版的特点281

第一节 彩色版——透明和半透明掩模281

第十章新工艺及其化学原理281

二、五羰基铁化学淀积氧化铁掩模的工艺化学原理283

三、用聚乙烯二茂铁涂敷法制氧化铁掩模的原理292

四、半透明氧化铁掩模的性质300

第二节 等离子体腐蚀工艺化学原理305

一、等离子体——物质的第四态概述305

二、为什么要采用等离子体腐蚀308

三、等离子体腐蚀氮化硅和多晶硅的工艺310

四、等离子体源氟油的物理、化学性质311

五、等离子体腐蚀的化学反应原理313

六、关于等离子体腐蚀工艺的几点说明317

第三节 等离子体去胶的工艺化学原理319

一、等离子体去胶的优点319

二、等离子体去胶的工艺319

三、等离子体去胶的化学原理320

四、关于等离子体去胶的几点说明321

第四节 新型的扩散源——二氧化硅乳胶扩散源322

一、二氧化硅乳胶扩散源简介322

二、由二氧化硅乳胶形成的二氧化硅的性质324

三、二氧化硅乳胶源的优缺点326

四、掺砷二氧化硅乳胶源在隐埋层扩散中的应用327

第五节 氮化硅钝化333

一、半导体表面钝化概述333

二、制备氮化硅膜的工艺化学原理337

三、氮化硅膜的物理、化学性质343

四、氮化硅膜的光刻腐蚀345

第六节 铝的阳极氧化347

一、铝阳极氧化膜的特性347

二、铝的阳极氧化工艺349

三、铝阳极氧化的过程及其原理352

四、影响阳极氧化的因素355

五、铝阳极氧化的应用358

第十一章环氧树脂和有机硅高聚物360

第一节 环氧树脂360

一、环氧树脂的特性360

二、环氧树脂的硬化剂及硬化机理362

三、稀释剂367

四、填充剂368

第二节 有机硅高聚物369

第十二章高纯水的制备372

第一节 离子交换树脂372

一、离子交换树脂的分类373

二、离子交换树脂的合成375

第二节 离子交换原理377

一、离子交换反应377

二、离子交换作用的过程378

三、离子交换树脂的再生380

第三节 离子交换水的制备工艺381

一、离子交换树脂的选择381

二、离子交换装置381

三、充填382

四、逆洗383

五、树脂的处理(或再生)383

六、阴阳树脂的混合384

七、水的交换385

第四节 高纯电渗析法制备高纯水386

一、高纯电渗析法制备高纯水的原理386

二、高纯电渗析制取高纯水的工艺及效果394

三、高纯电渗析制高纯水存在的问题396

一、水的纯度测定原理398

第五节 水的纯度的测定398

二、影响水的电阻率的因素399

第十三章超纯物质的分析及结构鉴定原理402

第一节 超纯物质分析及物质结构鉴定方法概述402

第二节 质谱分析405

一、质谱分析概述405

二、质谱分析的仪器装置409

三、质谱分析的原理410

四、质谱分析的应用414

第三节 放射化分析417

一、放射化分析概述417

二、放射化分析中的几个基本概念421

三、半导体材料中杂质的活化分析424

四、用放射性示踪技术研究半导体表面杂质的沾污433

一、光谱的产生及分类441

第四节 红外吸收光谱441

二、红外分光光度计446

三、吸收定律与吸收曲线450

四、红外吸收光谱与分子的特征振动频率454

五、红外吸收光谱的应用459

附录466

1一些常用酸碱的浓度466

2 酸碱化学灼伤及急救法466

3 常用物质的熔点、沸点、蒸发温度467

4 半导体器件生产中常用有机溶剂的重要物理性质表468

5 常用有机溶剂毒性情况简介470

6 化学试剂级别470

7 半导体工业对材料纯度的要求及表示方法471

8 化学蒸汽淀积472

9 半导体器件生产中常用的金属材料472

10 晶体管管壳常用材料线膨胀系数a473

11 锗、硅、砷化镓的一般性质474

12 锗、硅、砷化镓的半导体性质475

13 锗、硅单晶生长时各种杂质掺入量的极限475

14 锗和硅中杂质的扩散系数476

15 获得低温的常用方法477

16 热电偶种类及使用的温度范围477

17 常用的物理常数477

18 国外光致抗蚀剂的种类及其性能478

19 基本单位名称的十进词头482

20 国际单位符号482

21 长度换算表483

22 压力换算表483

23 希腊字母表484

24 化学元素名称英汉对照表485

参考文献489

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