Chemical Vapour Deposition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Jones, Anthony C. (EDT)/ Hitchman, Michael L. (EDT)

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 361.60

装帧:

isbn号码:9780854044658

丛书系列:

图书标签:

化学气相沉积
薄膜技术
材料科学
半导体
表面处理
纳米材料
CVD
材料工程
薄膜沉积
真空技术

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小哈图书下载中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Chemical Vapour Deposition (CVD) involves the deposition of thin solid films from chemical precursors in the vapour phase, and encompasses a variety of deposition techniques, including a range of thermal processes, plasma enhanced CVD (PECVD), photon- initiated CVD, and atomic layer deposition (ALD). The development of CVD technology owes a great deal to collaboration between different scientific disciplines such as chemistry, physics, materials science, engineering and microelectronics, and the publication of this book will promote and stimulate continued dialogue between scientists from these different research areas. The book is one of the most comprehensive overviews ever written on the key aspects of chemical vapour deposition processes and it is more comprehensive, technically detailed and up-to-date than other books on CVD. The contributing authors are all practising CVD technologists and are leading international experts in the field of CVD. It presents a logical and progressive overview of the various aspects of CVD processes. Basic concepts, such as the various types of CVD processes, the design of CVD reactors, reaction modelling and CVD precursor chemistry are covered in the first few chapters. Then follows a detailed description of the use of a variety CVD techniques to deposit a wide range of materials, including semiconductors, metals, metal oxides and nitrides, protective coatings and functional coatings on glass. Finally and uniquely, for a technical volume, industrial and commercial aspects of CVD are also discussed together with possible future trends, which is an unusual, but very important aspect of the book. The book has been written with CVD practitioners in mind, such as the chemist who wishes to learn more about CVD processes, or the CVD technologist who wishes to gain an increased knowledge of precursor chemistry. The volume will prove particularly useful to those who have recently entered the field, and it will also make a valuable contribution to chemistry and materials science lecture courses at undergraduate and postgraduate level.

《薄膜的艺术：从原理到应用》引言在现代科技飞速发展的浪潮中，高性能薄膜材料扮演着至关重要的角色。从微电子器件的芯片制造，到光学传感器的精密镀层，再到太阳能电池板的高效转化，薄膜技术的身影无处不在。本书《薄膜的艺术：从原理到应用》并非一本关于化学气相沉积（Chemical Vapour Deposition，简称CVD）的专著，而是旨在为读者构建一个关于薄膜制造技术的宏观认知框架，深入浅出地探讨支撑薄膜形成的关键物理化学原理，并广泛介绍各类主流薄膜制备技术及其在不同领域的创新应用。我们将揭示如何通过精确控制原子或分子的沉积过程，赋予材料前所未有的特性，从而推动科技进步，改善人类生活。第一章：薄膜的奥秘——为何我们需要薄膜？薄膜，顾名思义，是指厚度极薄的材料层，其厚度通常在纳米到微米级别。然而，正是这“薄”之中，蕴藏着无穷的可能。本章将首先阐述薄膜之所以如此重要的根本原因。表面性质的决定性作用：宏观材料的许多性质，如导电性、光学特性、催化活性、耐腐蚀性等，在很大程度上是由其表面决定的。薄膜技术允许我们在基底材料上精确地构建具有特定表面功能的层，从而“定制”材料的性能，使其超越本体材料的局限。界面工程的魔力：在多层薄膜结构中，不同层之间的界面扮演着关键角色。通过精心设计界面层的成分、结构和相互作用，可以实现电子、声子、晶格等在不同材料间的有效传输或阻挡，从而构建出诸如超晶格、量子阱等具有特殊电子或光学性质的功能器件。体积效应与尺寸效应：当材料尺寸减小到纳米级别时，其性质会发生显著的变化，这被称为尺寸效应。薄膜技术能够制备出具有尺寸效应的纳米结构薄膜，从而展现出前所未有的光学（如量子点发光）、电学（如隧道效应）、磁学（如巨磁阻效应）等特性，为新型功能材料的设计提供了广阔空间。轻质化与集成化：薄膜技术能够显著减小器件的体积和重量，这对于便携式电子设备、航空航天以及可穿戴技术至关重要。同时，薄膜技术也极大地促进了材料的集成化，将多种功能层叠加在单一基底上，实现器件的微型化和多功能化。成本效益与可扩展性：许多薄膜制备技术，尤其是那些在大规模生产中得到应用的，能够以较低的成本制造出大面积、高性能的薄膜，这对于推动新技术的商业化和普及至关重要。第二章：物质沉积的物理化学基础薄膜的形成本质上是一个物质沉积的过程，即前驱体（原材料）在基底表面发生一系列物理化学反应，最终形成致密、均匀、附着力强的固体薄膜。本章将深入探讨这一过程背后的基本原理。前驱体的选择与输运：气相前驱体：对于许多薄膜制备技术，气相前驱体是必需的。它们需要具有合适的挥发性、反应活性以及在沉积环境下的稳定性。我们将探讨不同类型气体的性质，如惰性气体（Ar, N2）、反应性气体（O2, H2, NH3）以及含特定元素的化合物气体（如SiH4, B2H6, WF6）。液相/固相前驱体：在某些沉积技术中，前驱体也可能以液态或固态形式存在，通过蒸发、溅射等方式转化为气相或等离子体态。输运过程：前驱体从源头输运到基底表面的过程涉及传质、传热等，这些过程的速度和均匀性直接影响薄膜的质量。湍流、扩散、对流等都会对前驱体分布产生影响。表面吸附与解吸：物理吸附与化学吸附：前驱体分子在基底表面发生吸附，这是沉积的第一步。物理吸附是范德华力作用下的可逆过程，而化学吸附则是通过化学键作用，通常是不可逆的，是薄膜形成的关键。吸附能与覆盖度：吸附能决定了吸附的牢固程度，而覆盖度则反映了基底表面被吸附物占据的比例。解吸：未反应或未被化学吸附的前驱体分子会从表面解吸，并可能通过气相返回。表面反应与成膜：化学反应：在基底表面，前驱体分子会发生化学反应，生成目标薄膜的组成元素或化合物。这些反应可以是分解反应、化合反应、氧化还原反应等。表面扩散：吸附在表面的原子或分子会进行表面扩散，寻找能量更低的稳定位置，从而促进薄膜的均匀生长和晶体结构的形成。成核与生长：沉积开始时，会在基底表面形成小的成核点，随后这些成核点不断长大，并相互连接，最终形成连续的薄膜。成核的方式（均相成核或异质成核）和生长模式（岛状生长、层状生长）直接决定了薄膜的微观形貌。薄膜的结构与形貌：薄膜的结构可以是晶态、非晶态，甚至纳米晶态。其形貌可以是光滑平整的，也可以是粗糙的，甚至是多孔的。这些都与沉积过程中的参数密切相关。能量输入的影响：温度：基底温度是影响薄膜形成的关键因素。高温有利于表面扩散和反应，可能促进晶体生长，但也可能导致前驱体分解不完全或蒸发。低温则可能导致非晶态薄膜或表面粗糙。等离子体：等离子体（如射频等离子体、微波等离子体）可以激活前驱体，产生高能粒子和自由基，降低反应温度，促进化学反应，并对薄膜的致密性、硬度等产生影响。其他能量源：激光、电子束等也可以作为能量源，用于局部加热或激活前驱体，实现特殊的沉积过程。第三章：主流薄膜制备技术概览在理解了薄膜形成的物理化学原理后，本章将介绍几种目前广泛应用且极具代表性的薄膜制备技术。虽然本书不以CVD为核心，但我们将提及多种技术，以展现薄膜制备的丰富性。物理气相沉积（Physical Vapour Deposition, PVD）系列：真空蒸镀（Evaporation）：通过加热源材料使其蒸发，然后在基底上冷凝形成薄膜。可分为电阻加热蒸镀、电子束蒸镀等。溅射（Sputtering）：利用惰性气体离子轰击靶材，使靶材原子或分子被溅射出来，沉积在基底上。根据等离子体产生方式，可分为直流溅射、射频溅射、磁控溅射等。溅射技术能够制备多种材料的薄膜，且薄膜致密性好。化学气相沉积（Chemical Vapour Deposition, CVD）的广义概念：热CVD（Thermal CVD）：利用基底温度升高驱动前驱体在基底表面发生化学反应。等离子体增强CVD（Plasma-Enhanced CVD, PECVD）：利用等离子体激活前驱体，在较低温度下实现薄膜沉积。金属有机化学气相沉积（Metal-Organic CVD, MOCVD）：使用金属有机化合物作为前驱体，常用于半导体材料外延生长，具有原子层级的精确控制能力。原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）：一种特殊的CVD技术，通过脉冲式地引入不同前驱体，实现具有原子层级厚度和优异保形性的薄膜沉积。ALD在纳米技术、微电子和MEMS领域具有广泛应用。溶液法制备技术：旋涂（Spin Coating）：将溶液均匀涂覆在旋转的基底上，通过离心力使溶液形成均匀薄膜。喷墨打印（Inkjet Printing）：利用精确控制的液滴喷射，将功能性墨水图案化沉积在基底上，实现低成本、大面积的器件制备。溶胶-凝胶法（Sol-Gel）：通过化学反应将金属醇盐等前驱体转化为溶胶，再将其转化为凝胶，最终通过热处理形成氧化物薄膜。第四章：薄膜的表征与性能评估要充分发挥薄膜材料的性能，对其进行精确的表征和性能评估是必不可少的环节。本章将介绍常用的薄膜表征技术。结构与形貌表征： X射线衍射（XRD）：分析薄膜的晶体结构、晶粒尺寸和取向。扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）：观察薄膜的表面形貌、截面结构以及晶粒尺寸。原子力显微镜（AFM）：测量薄膜表面的粗糙度，并能实现纳米尺度的形貌成像。成分与化学态分析： X射线光电子能谱（XPS）：分析薄膜表面的元素组成、化学态以及化学键信息。能量色散X射线光谱（EDX）：与SEM联用，提供元素成分的定性或定量分析。二次离子质谱（SIMS）：进行薄膜的深度剖析，获得元素随深度的分布信息。光学与电学性能测试：紫外-可见分光光度计（UV-Vis）：测量薄膜的光学透过率、反射率和吸收率，计算光学带隙。四探针法：测量薄膜的电阻率和载流子浓度。霍尔效应测量：确定薄膜的载流子类型、浓度和迁移率。第五章：薄膜技术在各领域的创新应用本章将聚焦于薄膜技术在各个前沿领域的广泛应用，展示其如何驱动技术革新和产业发展。微电子与半导体工业：集成电路（IC）制造：硅晶圆上的介质层、导体层、栅极材料等均通过薄膜技术制备，是IC制造的核心。存储器（Memory Devices）： DRAM、NAND Flash等存储芯片的制造离不开高性能绝缘薄膜和导电薄膜。先进封装：扇出晶圆级封装（WLP）等技术中，薄膜的沉积和图案化至关重要。光电子与显示技术： LED与OLED：发光层、传输层等关键功能层为薄膜结构，决定器件的发光效率和色彩。太阳能电池：晶硅太阳能电池的钝化层、TCO（透明导电氧化物）层，以及薄膜太阳能电池（如CdTe, CIGS）本身，都是薄膜技术的产物。光学涂层：抗反射涂层、增透膜、滤光膜等用于镜头、屏幕等，提高光学性能。能源与环境领域：催化剂：负载型催化剂、光催化剂等，通常将活性物质沉积在载体表面，形成高效催化薄膜。传感器：气体传感器、生物传感器等，利用对特定物质敏感的薄膜材料来检测信号。固态电池：固态电解质薄膜是固态电池发展的关键技术之一。生物医药与医疗器械：生物相容性涂层：植入物表面的涂层，用于提高生物相容性，减少排异反应。药物缓释载体：功能性薄膜可用于控制药物释放速率。诊断试剂：微流控芯片中的功能性薄膜，用于生物分子的检测和分离。其他新兴应用： MEMS/NEMS：微机电系统和纳机电系统中的结构件和功能件。表面改性：提高材料的耐磨性、耐腐蚀性、疏水/亲水性等。结论《薄膜的艺术：从原理到应用》旨在为读者揭示薄膜技术的神奇世界。通过深入剖析其背后的物理化学原理，介绍多样化的制备技术，并展示其在各个领域的广泛应用，我们期望能够激发读者对这一前沿领域的兴趣。薄膜技术不仅是一门科学，更是一门艺术，它允许我们以精妙的方式塑造物质的微观世界，从而创造出无限可能，驱动着人类科技不断向前迈进。