內容簡介
《微納加工科學原理》基於作者長期從事微納加工技術、帶電粒子光學和光電子學等方面的科研和教學工作積累，系統、全面地論述現代微米與納米微細加工的科學原理。主要內容包括：光子、電子、離子和電漿及其作用，常用的襯底與薄膜材料，微細圖形技術，薄膜澱積、蝕刻、外延生長、氧化、擴散和離子注入的過程和方法，以及微細結構的光學、電子顯微、聲學、掃描探針顯微等微觀分析和表征手段。
作者簡介
唐天同，1938年生，西安交通大學教授、物理電子學科首位博士生導師，光電子與物理電子工程研究所所長。國家自然科學獎評審專家，陝西省師德標兵。1961年畢業於清華大學無線電系.於1980－1982年、1994－1995年分別在英國劍橋大學和美國馬里蘭大學做訪問學者。獲教育部高校自然科學一等獎2項，電子工業部、國家教委和陝西省科技進步二等獎各1項。發表學術論文200餘篇，出版專著和教材8部。所指導的博士生論文獲全國優秀博士學位論文獎2篇、提名獎2篇。
王兆宏，1976年生，西安交通大學副教授.碩士生導師，工學博士。發表學術論文20餘篇，出版著作2部，其中與唐天同教授合作出版的《集成光學》獲陝西省高等院校優秀教材二等獎、西安交通大學優秀教材特等獎。主持國家自然科學基金項目1項，合作完成國家科學技術學術著作出版基金、西安交大研究生創新教育系列教材出版基金項目各1項，獲國家公派訪問學者出國留學基金項目1項。
目錄
第1章 緒論 （1）
1.1 微納加工技術的意義 （1）
1.2 微電子和光電子工程與微納加工技術的關係 （2）
1.3 平面工藝 （5）
1.4 本書內容 （6）
1.5 微細結構的其他套用領域 （9）
1.6 未來納米結構和納米加工 （13）
參考文獻 （14）
第2章 光子、電子、離子和電漿 （16）
2.1 光波與光子 （16）
2.1.1 微納加工技術中的光源 （18）
2.1.2 幾何光學的聚焦成像概念 （22）
2.1.3 光的衍射和聚焦成像解析度的衍射限制 （26）
2.1.4 光學成像的波動理論 （30）
2.2 極紫外射線與X射線 （35）
2.2.1 極紫外射線與X射線的產生 （36）
2.2.2 極紫外線與X射線的控制 （45）
2.3 自由電子與電子束 （49）
2.3.1 電子發射 （49）
2.3.2 電子光學和電子束系統 （52）
2.3.3 電子槍 （65）
2.4 氣體放電與電漿 （68）
2.4.1 氣體的電擊穿 （68）
2.4.2 氣體放電 （69）
2.4.3 電漿 （73）
2.4.4 電漿的電學性質 （76）
2.4.5 電漿的化學作用 （80）
2.5 離子與離子源 （82）
2.5.1 概述 （82）
2.5.2 表面（熱）電離離子源 （82）
2.5.3 場離子源 （83）
2.5.4 電漿離子源 （86）
2.6 光子、電子及離子與物質的作用 （91）
2.6.1 光子的作用 （92）
2.6.2 X射線與極紫外線光子的作用 （99）
2.6.3 電子的作用 （101）
2.6.4 離子相互作用 （108）
2.7 真空物理與技術概要 （113）
2.7.1 真空與低壓氣體的分子運動及氣體流動 （113）
2.7.2 真空室內的吸氣與放氣過程 （116）
2.7.3 獲得低壓與真空的抽氣技術 （118）
2.7.4 低壓強與真空度的測量技術 （131）
參考文獻 （138）
第3章 微電子與光電子集成技術中常用的襯底與薄膜材料 （141）
3.1 晶體結構與性質 （142）
3.1.1 晶體的幾何結構 （142）
3.1.2 晶體的電學性質 （146）
3.1.3 晶體的光學性質 （155）
3.2 半導體材料 （159）
3.2.1 元素半導體 （159）
3.2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體 （165）
3.2.3 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體 （172）
3.2.4 Ⅳ-Ⅳ族化合物半導體 （176）
3.3 介電材料 （179）
3.3.1 電介質材料 （179）
3.3.2 無源光電子材料 （181）
3.4 玻璃和聚合物 （189）
3.4.1 基本概念和術語 （189）
3.4.2 玻璃 （190）
3.4.3 聚合物 （197）
3.5 特殊微細結構及其有關材料 （198）
3.5.1 半導體超晶格結構 （198）
3.5.2 量子阱、量子線和量子點 （201）
3.5.3 碳納米管及其薄膜 （203）
3.5.4 光子與聲子晶體 （206）
參考文獻 （207）
第4章 微細圖形技術 （210）
4.1 前言 （210）
4.2 光學光刻 （212）
4.2.1 接觸式和接近式曝光光刻 （212）
4.2.2 投射式光刻 （214）
4.2.3 先進光學光刻技術和其他改進解析度的方法 （224）
4.3 抗蝕膠 （239）
4.3.1 抗蝕膠曝光與顯影的原理及類型 （239）
4.3.2 （曝光）對比度曲線 （243）
4.3.3 塗敷和顯影工藝 （244）
4.3.4 抗蝕膠的化學放大和對比度增強技術 （245）
4.4 X射線光刻技術 （246）
4.4.1 概述 （246）
4.4.2 接近式X射線光刻系統及X射線光刻掩模板 （247）
4.4.3 投射式X射線光刻 （250）
4.5 極紫外線光刻 （252）
4.6 電子束光刻系統 （254）
4.6.1 概述 （254）
4.6.2 掃描電子束曝光系統 （255）
4.6.3 投射式電子束曝光光刻系統 （266）
4.6.4 電子束光刻的抗蝕膠 （269）
4.7 離子束光刻系統 （270）
4.8 納米壓印技術 （273）
4.9 LIGA製造技術 （274）
參考文獻 （276）
第5章 蝕刻技術 （280）
5.1 引言 （280）
5.2 濕法（化學）蝕刻 （282）
5.3 電漿濺射蝕刻 （287）
5.4 離子束蝕刻和離子銑 （292）
5.5 基於化學作用的電漿蝕刻 （294）
5.6 光刻－蝕刻後的去膠 （302）
5.7 雷射蝕刻 （304）
參考文獻 （310）
第6章 澱積 （312）
6.1 蒸發澱積 （312）
6.1.1 蒸發、升華和凝結 （312）
6.1.2 真空蒸發澱積及蒸發澱積裝置 （315）
6.1.3 多組分薄膜的澱積 （318）
6.2 濺射澱積 （319）
6.2.1 陰極濺射 （319）
6.2.2 濺射澱積過程和澱積速率 （319）
6.2.3 濺射澱積設備 （321）
6.2.4 離子束濺射澱積 （324）
6.2.5 離子束直接澱積 （326）
6.2.6 離子鍍 （327）
6.2.7 反應（離子束）濺射澱積 （328）
6.2.8 剝離法 （329）
6.3 化學氣相澱積 （330）
6.3.1 概述 （330）
6.3.2 化學氣相澱積的原理 （330）
6.3.3 化學氣相澱積裝置 （332）
6.4 電漿、光和電子束增強化學氣相澱積 （333）
6.4.1 電漿增強化學氣相澱積 （333）
6.4.2 光（增強）化學氣相澱積 （335）
6.4.3 電子束感應化學氣相澱積 （335）
6.5 其他薄膜成膜技術 （336）
6.5.1 電化學澱積 （336）
6.5.2 脈衝雷射澱積法 （337）
6.5.3 溶膠?凝膠法 （339）
6.5.4 自組裝法 （352）
6.6 薄膜厚度的測量方法 （359）
6.6.1 薄膜厚度的光學測量方法 （359）
6.6.2 薄膜厚度的電學測量方法 （363）
6.6.3 薄膜厚度的機械測量方法 （364）
參考文獻 （367）
第7章 外延生長 （369）
7.1 概述 （369）
7.1.1 外延生長 （369）
7.1.2 外延生長的過程 （371）
7.1.3 外延生長層的結構形式 （376）
7.1.4 液相外延生長 （379）
7.2 分子束外延 （380）
7.2.1 概述 （380）
7.2.2 分子束外延生長的薄膜 （381）
7.2.3 分子束外延設備 （383）
7.2.4 離化團粒束外延生長 （389）
7.3 金屬有機化合物氣相外延生長 （391）
7.3.1 概述 （391）
7.3.2 選擇式金屬有機化合物氣相外延晶體生長技術 （393）
7.4 雷射化學氣相外延生長 （396）
參考文獻 （397）
第8章 微納加工中的特殊工藝過程 （399）
8.1 氧化 （399）
8.1.1 概述 （399）
8.1.2 矽的熱氧化過程及氧化層的性質 （400）
8.1.3 熱氧化設備 （404）
8.1.4 電漿氧化 （405）
8.2 擴散 （406）
8.2.1 概述 （406）
8.2.2 擴散方程 （407）
8.2.3 固相擴散的物理模型 （408）
8.2.4 擴散方程的解析解 （409）
8.2.5 場增強擴散 （411）
8.2.6 擴散設備 （412）
8.2.7 雜質的密度和分布的分析 （413）
8.2.8 離子交換與質子交換 （416）
8.3 離子注入摻雜 （418）
8.3.1 概述 （418）
8.3.2 離子注入設備 （419）
8.3.3 離子注入過程 （421）
8.3.4 離子注入的溝道效應 （424）
8.3.5 離子注入的輻射損傷 （426）
8.3.6 退火 （428）
8.3.7 雷射束與電子束退火 （429）
8.4 化學機械研磨平坦化技術 （430）
參考文獻 （433）
第9章 微細結構的微分析和表征 （434）
9.1 光學及雷射方法 （434）
9.1.1 光學顯微鏡 （434）
9.1.2 雷射掃描共焦顯微鏡 （436）
9.1.3 基於干涉計量的雷射測量儀器 （438）
9.1.4 雷射掃描故障檢測系統 （440）
9.2 電子顯微鏡和微分析方法 （443）
9.2.1 概述 （443）
9.2.2 透射電子顯微鏡 （444）
9.2.3 掃描電子顯微鏡 （463）
9.2.4 表面電子束點陣結構分析方法 （479）
9.3 聲學方法 （482）
9.3.1 概述 （482）
9.3.2 掃描聲學顯微鏡 （482）
9.3.3 掃描電子聲學顯微鏡 （483）
9.4 掃描探針顯微鏡 （484）
9.4.1 掃描隧道顯微鏡 （485）
9.4.2 原子力顯微鏡 （494）
9.4.3 掃描近場光學顯微鏡 （498）
9.4.4 掃描彈道電子發射顯微鏡 （501）
參考文獻 （504）
附錄 （506）
附錄A 縮略語表 （506）
附錄B 部分專業術語中英文對照表 （508）
附錄C 基本物理常數 （510）
附錄D 幾種常用單位的換算 （510）
附錄E 主要符號表 （511）
附錄F 金屬元素的蒸氣壓和蒸發速率 （512）
附錄G 化合物的蒸氣壓、熔點和蒸氣成分 （515）
附錄H 32種點群的平衡態性質矩陣 （521）
