第1章 真空技術與氣體傳輸安全

1-1 氣 壓

1-2 氣體動力學

1-3 真空系統

1-3.1 氣導(conductance)

1-3.2 抽氣速率

1-4 真空泵浦

1-4.1 迴轉式機械泵浦(rotary mechanical pump)與乾式泵浦(dry pump)

1-4.2 擴散泵浦(diffusion pump)

1-4.3 渦輪式分子泵浦(turbo molecular pump)

1-4.4 低溫泵浦(cryogenic pump)

1-5 真空氣壓計(vacuum pressure gauge)

1-5.1 Pirani真空計

1-5.2 熱電偶真空計(thermocouple gauge)

1-5.3 Baratron電容式真空計

1-5.4 離子式真空計

1-5.5 Penning冷陰極真空計

1-5.6 剩餘氣體分析儀(residual gas analyzer)

1-6 漏氣測定

1-7 氣體傳輸系統

1-7.1 閥門(valve)

1-7.2 真空導引(feed through)

1-7.3 管件的連接

1-8 危險氣體的處理

1-9 流量的量測與控制

習題

參考資料



第2章 電漿(plasma)物理

2-1 電漿中的氣相碰撞

2-2 各種電漿粒子與表面之作用

2-2.1 濺 射

2-2.2 二次電子

2-2.3 在基板表面沉積薄膜或蝕刻

2-3 直流輝光放電(D.C glow discharge)

2-3.1 直流輝光放電特性

2-3.2 陰極暗區

2-3.3 電漿輝光放電區

2-3.4 陽極暗區

2-4 射頻輝光放電(radio frequency glow discharge)

2-4.1 RF電漿的直流自我偏壓

2-4.2 RF系統的電壓分布

2-4.3 調頻器(matching box or tunner)

2-5 磁控管(magnetron)輝光放電

2-5.1 帶電粒子在磁場方向螺旋前進

2-5.2 帶電粒子受電力和磁力作用

2-6 高密度電漿(high density plasma)

習題

參考資料



第3章 表面動力學與薄膜生長機制

3-1 物理吸附(physisorption)

3-2 化學吸附(chemisorption)

3-3 吸附原子在基板表面產生表面張力

3-4 結合能與表面張力

3-5 吸附量與溫度、氣壓之關係

3-6 摻質原子在晶體中的擴散

3-7 表面擴散與薄膜間的互擴散

3-8 孕核(nucleation)

3-9 原子團的生長與聚合

3-10 薄膜的結構與缺陷

習題

參考資料



第4章 薄膜製作技術

4-1 熱氧化(thermal oxidation)

4-2 物理汽相沉積(PVD)

4-2.1 蒸鍍(evaporation)

4-2.2 脈衝雷射沉積(PLD)

4-2.3 濺射沈積或乾蝕刻(Sputtering Deposition or Dry Etching)

4-2.4 離子束沉積或蝕刻(Ion beam deposition or Ion mill)

4-3 化學汽相沉積(CVD)

4-3.1 反應腔中氣體傳送原理

4-3.2 CVD動力學

4-3.3 CVD反應系統

4-4 導電薄膜和介電薄膜製作

4-5 磊晶技術(epitaxial technology)

4-5.1 鹵化物系VPE同質磊晶

4-5.2 Ⅲ一Ⅴ族半導體異質磊晶

4-6 微影製版術(lithography technology)

4-6.1 光阻材料

4-6.2 紫外線曝光技術

4-6.3 圖案對準技術

4-7 蝕刻技術(Etching technology)

4-7.1 濕式蝕刻

4-7.2 乾蝕刻

習題

參考資料



第5章 磊晶生長與光學薄膜

5-1 同質磊晶生長模式

5-2 異質磊晶的能隙與晶格常數

5-3 晶格失配的結構

5-4 異質磊晶層中的應變能

5-5 異質磊晶的差排能

5-6 超晶格應變層與插入差排

5-7 光學薄膜

5-8 光在薄膜界面的反射與穿透

5-9 多層抗反射薄膜

5-10 超晶格高反射薄膜

習題

參考資料



第6章 異質結構薄膜精進元件電性

6-1 異質結構薄膜

6-2 光電檢測器(photo detector)

6-3 太陽能電池(solar cell)

6-4 發光二極體(Light Emitting Diode LED)

6-5 半導體雷射二極體(Laser Diode LD)

6-6 異質雙載子接面電晶體

?(Heterojunction Bipolor Transistor HBT)

6-7 高電子遷移率電晶體(pseudomorphic High Electron

?Mobility Transistor pHEMT)

習題

參考資料



第7章 散射與薄膜結構或成分分析

7-1 X-射線繞射與三維倒晶個格

7-2 電漿振盪子(plasmons)與電磁耦合量子(polaritons)

7-2.1 離子晶體的聲子

7-2.2 電漿振盪子

7-3 二維結晶學

7-3.1 基板晶格表面

7-3.2 表面結構的Wood符號與疊層覆蓋率

7-3.3 薄膜與基板的繞射圖案關係

7-4 電子繞射(LEED & RHEED)

7-5 拉塞福(Rutherford)反向散射光譜儀(RBS)

7-6 二次離子質譜儀 (SIMS)

習題

參考資料



第8章 薄膜特性檢測技術與原理

8-1 光學特性分析技術

8-1.1 光學顯微鏡

8-1.2 橢圓儀(ellipsometer)

8-1.3 紅外光譜儀(FTIR)

8-1.4 拉曼(Raman)光譜分析

8-1.5 激發光光譜分析

8-1.6 感應耦合電漿原子發射光譜(ICPOES)

8-2 電子束分析技術

8-2.1 掃描式電子顯微鏡 (SEM)

8-2.2 穿透式電子顯微鏡 (TEM)

8-2.3 歐傑電子光譜儀 (AES)

8-3 掃描探針顯微技術(Scanning Probe Microscopy)

8-3.1 掃描式穿隧顯微鏡 (STM)

8-3.2 原子力顯微鏡(AFM)

8-3.3 近場光學顯微鏡

8-4 X-射線分析技術

8-4.1 X射線特性

8-4.2 X光繞射儀

8-4.3 光電子光譜儀 (photoemission spectroscopy)

8-4.4 X射線螢光分析

8-5 薄膜應力量測

8-6 金屬薄膜的片電阻

8-7 絕緣薄膜的介電強度與崩潰電荷密度

習題

參考資料



附 錄

附錄A 部分習題解答

附錄B 元素週期表

附錄C 室溫下一些半導體之物性

附錄D Si、Ge、GaAs和SiO的性質(300°K)

附錄E 用於電子材料的某些元素的物理性質

附錄F 物理常數及其換算

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