金属有机化合物气相外延基础及应用(精)(半导体科学与技术丛书)
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品牌: 陆大成
基本信息·出版社：科学出版社
·页码：361 页
·出版日期：2009年
·ISBN：7030238451/9787030238450
·条形码：9787030238450
·包装版本：1版
·装帧：精装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：半导体科学与技术丛书
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内容简介《金属有机化合物气相外延基础及应用(精)》可供从事半导体科研和生产的科研人员、大专院校教师和研究生使用。金属有机化合物气相处延(MOVPE)技术是制备化合物半导体异质结、低维结构材料，以及生产化合物半导体光电子、微电子器件的重要方法。《金属有机化合物气相外延基础及应用(精)》是国内第一本全面系统地介绍MOVPE的专著，从理论和实践两个方面分别论述了该技术的生长系统和原材料特性等实验基础、MOVPE生长热力学、化学反应动力学和输运现象等理论基础。在此基础上系统介绍了Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料生长及其量子阱、量子点等低维结构的MOVPE生长，以及在光电器件和电子器件方面的应用。书中附有大量参考文献，以便读者进一步参考。
编辑推荐《金属有机化合物气相外延基础及应用(精)》是国内第一本全面系统地介绍金属有机化合物气相外延(MOVPE)的专著。全书共10章：第1章概述；第2章生长系统；第3章原材料；第4章MOVPE生长热力学和反应动力学；第5章MOVPE反应室内的输运现象与模型化；第6章MOVPE中的表面过程；第7章Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的MOVPE生长；第8章Ⅱ-Ⅵ族半导体的MOVPE生长；第9章低维结构的MOVPE生长；第10章MOVPE技术在器件方面的应用。《金属有机化合物气相外延基础及应用(精)》反映了国内外该研究领域的最新进展，并附有大量的参考文献。在写作风格上，以大学高年级学生水平为出发点，突出物理内容，避免冗长公式，深入浅出。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 外延生长
1.2 MOVPE概述
参考文献
第2章 MOVPE生长系统
2.1 MOVPE气体输运分系统
2.2 MOVPE生长反应室分系统
2.3 MOVPE尾气处理分系统
2.4 MOVPE生长控制装置分系统
2.5 MOVPE外延层生长的原位监测
参考文献
第3章 原材料
3.1 金属有机化合物源
3.2 氢化物源
参考文献
第4章 MOVPE的热力学分析
4.1 外延生长速度的限制机构
4.2 MOVPE生长的固溶体固相成分与气相成分关系
4.3 MOVPE生长相图与单凝聚相生长区
4.4 掺杂
参考文献
第5章 MOVPE化学反应动力学和质量输运
5.1 MOVPE化学反应动力学
5.2 MOVPE反应室内的输运现象与模型化
5.3 MOVPE化学反应一输运模型的应用
参考文献
第6章 MOVPE的表面过程
6.1 表面成核
6.2 外延生长模式
6.3 MOVPE环境下的表面再构
6.4 表面活性剂
参考文献
第7章 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的MOVPE生长
7.1 GaAs及其固溶体的MOVPE生长
7.2 InP、GaP及其有关化合物的MOVPE生长
7.3 锑化物的MOVPE生长
7.4 氮化物的MOVPE生长
7.5 选择外延生长和非平面衬底上的外延生长
7.6 Si、Ge上Ⅲ-Ⅴ族半导体的MOVPE生长
参考文献
第8章 Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的MOVPE生长
8.1 ZnSe及其有关化合物的MOVPE生长
8.2 ZnO及其固溶体的MOVPE生长
8.3 HgCdTe的MOVPE生长
参考文献
第9章 低维半导体材料的MOVPE生长
9.1 量子阱结构的MOVPE生长
9.2 量子点和量子线结构的生长
参考文献
第10章 MOVPE技术在半导体器件方面的应用
10.1 发光二极管
10.2 激光器
10.3 太阳能电池
10.4 半导体光探测器
10.5 高电子迁移率场效应晶体管
10.6 异质结双极晶体管
10.7 光电集成电路
参考文献
后记
……[看更多目录]
序言金属有机化合物气相外延（MOVPE）是20世纪60年代末期发展起来的利用金属有机化合物进行金属输运的一种化合物半导体气相外延新技术。在MOVPE发展之初就显现出制备多种化合物半导体和进行异质外延生长的优点。随着能带工程概念的提出，如何生长低维结构半导体材料和制造低维结构器件就成为研究的热点。MOVPE技术由于能在纳米尺度上精确控制外延层的厚度、组分、掺杂及异质结界面，所以其与分子束外延（MBE）技术一起成为制备化合物半导体异质结、低维结构材料的重要方法，推动了半导体物理学和材料科学的发展，以全新的概念改变了光、电器件的设计思想，为新一代性能更好的固态量子器件研制打下了基础。与MBE相比，MOVPE更适合于批量生产，现已成为生产光电器件的主要手段，并且也应用于高速电子器件的研制与生产中。
我国MOVPE技术的探索工作始于20世纪70年代中期，在国家自然科学研究基金、“863”计划、“973”计划等支持下，80年代逐渐在研究所和大学展开，90年代在国家多项产业化项目推动下，利用MOVPE制造的半导体激光器、高亮度发光管、太阳能电池和高速电子器件等都已实现产业化。当前我国的MOVPE事业正处在前所未有的快速发展期。然而，目前我国尚无论述MOVPE技术的专门著作。现有的散见于丛书或其他书中简单介绍MOVPE的篇章与MOVPE学科的发展和当前的实际需要十分不相称。适逢《半导体科学与技术丛书》出版之际，我们下决心将过去出版的有关MOVPE技术专题加以扩充，撰写一本比较全面系统论述MOVPE技术的专著。我们结合我国实际，力图反映国内外最新进展，以满足我国半导体科学技术发展的需要。
MOVPE技术涉及物理、化学等许多学科，是多项高技术的综合，它既属于材料科学，又是器件制造中的一个重要工艺。本书从理论和实践两方面加以论述。全书分四部分：相关的实验基础、理论基础、具体材料生长和在器件方面的应用。在相关的实验基础上，对MOVPE设备、原材料进行了比较全面的评述。在生长机理方面，不仅讨论了热力学、动力学和流体力学模型，也介绍了实验研究方法。在具体材料生长方面分层次地论述了单层、异质结和低维结构。在器件方面的应用也作了介绍。本书力求突出物理内容，避免冗长公式，深入浅出，我们希望本书对广大科技工作者、研究生和高年级本科生能有切实的帮助。
文摘插图：
后记MOVPE技术具有生长多种材料的灵活性、能以较快的生长速度（与MBE相比）生长均匀的超薄层、陡峭的异质界面，该技术还有进行选择外延生长的能力，使其在各种外延生长方法中更具实用性。然而由于MOVPE技术的复杂性，生长时需要控制的参数多。尽管如此，经历了40年的发展，以GaAs基和InP基为代表的III.v族化合物半导体的MOVPE生长取得了巨大成功。近年来，宽带III族氮化物的MOVPE生长取得了突破性的发展。非平面和选择外延生长为更复杂的器件结构如量子线、量子点和光电集成等开辟了新的途径。今天MOVPE技术已经成为化合物半导体薄层、超薄层和低维结构材料和相应器件的研究和生产的重要手段之一，已用来大量生产半导体激光器、发光二极管、太阳能电池、光探测器、异质结双极晶体管、高电子迁移率晶体管、光电集成电路等。
MOVPE技术的发展与化合物半导体材料研究和器件制造的需求紧密相关，相互促进。今天MOVPE技术在理论和应用两个方向上，朝深度和广度两方面继续发展。MOVPE技术的核心是如何更精确地控制其生长过程，诸如组分、厚度、界面、晶体完整性等。随着目前器件的结构更加低维化和复杂化，使得异质界面质量控制成为当前重要研究课题之一。例如，要生长一种基于子带问电子跃迁的中远红外波段单极光源的量子级联激光器，共有源区每层层厚在0.5－10 nm范围，须依次生长500-1000层。虽然已有用MOVPE技术生长了某些量子级联激光器的实例，但是仍然需要进一步提高控制精度。另外，第9章提到的可控量子点的生长也尚未得到很好解决。又如目前对表面过程知之甚少，已经发现在MOVPE生长时简单地加入少量的表面活性剂就可以改变导电类型和固相组分等半导体性质，预示着利用表面活性剂控制生长时的表面热力学和动力学，将会形成控制MOVPE生长的新工艺，可能极大地影响许多重要的半导体器件的制备。
随着微电子和光电子技术的发展，越来越需要把不同体系的材料结合到一起，以增加芯片的功能。将不同材料集成在一起面临的主要挑战是晶格失配与热膨胀系数差异，于是柔性衬底引起人们的关注。所谓柔性衬底是基于衬底协调失配应变的思想，通过柔性层来协调外延层的应变分布，增大外延层的临界厚度。通过减小镜像力的大小甚至改变其方向把产生的缺陷局限在柔性层上，从而提高外延层的质量。期望在柔性衬底上生长大失配外延体系以及新的材料。
