High Density Plasma Sources pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:William Andrew Pub

作者:Popov, Oleg A. 编

出品人:

页数:468

译者:

出版时间:1997-1

价格:$ 214.70

装帧:HRD

isbn号码:9780815513773

丛书系列:

图书标签:

Plasma Sources
High Density Plasma
Plasma Physics
Plasma Technology
RF Plasma
Microwave Plasma
Vacuum Technology
Surface Treatment
Materials Science
Thin Films

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具体描述

This book describes the design, physics, and performance of high density plasma sources which have been extensively explored in low pressure plasma processing, such as plasma etching and planarization, plasma enhanced chemical vapor deposition of thin films, sputtered deposition of metals and dielectrics, epitaxial growth of silicon and GaAs, and many other applications. This is a comprehensive survey and a detailed description of most advanced high density plasma sources used in plasma processing. The book is a balanced presentation in that it gives both a theoretical treatment and practical applications. It should be of considerable interest to scientists and engineers working on plasma source design, and process development.

好的，这是一本关于“超越硅基极限：新一代半导体材料与器件的创新探索”的图书简介，旨在深入探讨在摩尔定律逼近物理极限的背景下，材料科学如何驱动下一代信息技术的革命性飞跃。 --- 图书简介：超越硅基极限：新一代半导体材料与器件的创新探索导言：迎接“后摩尔时代”的材料挑战自二十世纪中叶晶体管发明以来，硅基半导体技术以前所未有的速度推动了信息时代的进步。然而，随着特征尺寸的不断缩小，硅材料的固有物理限制——如载流子迁移率的瓶颈、功耗的急剧增加以及量子隧穿效应的干扰——正使得摩尔定律的持续推进变得日益艰难。我们正站在一个关键的转折点上，下一代信息技术的进步将不再仅仅依赖于工艺的精细化，而更深层次地依赖于对新材料体系的突破性理解和应用。本书聚焦于“超越硅基极限”这一核心命题，全面系统地梳理了当前全球前沿研究领域中，最有潜力颠覆现有半导体技术范式的新型二维材料、宽禁带半导体、拓扑材料以及低维纳米结构的物理特性、合成方法、器件集成挑战与未来应用前景。本书的目标读者包括材料科学家、半导体物理研究人员、电子工程师、以及致力于下一代信息技术研发的产业从业者。 --- 第一部分：二维材料的崛起：从单层到异质结构本部分深入探讨了二维（2D）材料——如石墨烯、过渡金属硫族化物（TMDs）、黑磷以及氮化硼——作为晶体管、传感器和光电器件下一代核心材料的巨大潜力。 1.1 石墨烯及其衍生的电学特性：详细分析了石墨烯的狄拉克锥结构，零带隙限制下的高频应用探索，以及通过控制掺杂、形变工程和氧化石墨烯（GO/rGO）实现能带调控的最新进展。重点讨论了如何克服石墨烯在逻辑电路中缺乏固有带隙的致命缺陷。 1.2 过渡金属硫族化物（TMDs）的能带工程：聚焦于 MoS₂、WSe₂ 等材料，探讨其从体相到单层结构时，从间接带隙转变为直接带隙的独特物理现象。本书详述了原子层沉积（ALD）和化学气相沉积（CVD）等关键生长技术，用以制备高质量、大面积的单层和多层TMDs薄膜，并分析了其在超薄晶体管（UTFTs）中的性能极限。 1.3 范德华异质结（Van der Waals Heterostructures）：阐述了利用不同2D材料的层间弱相互作用构建“堆叠晶体”的概念。重点解析了“魔角石墨烯”现象，即通过精确控制扭转角引发的超导和新奇电子态；以及如何利用异质结实现单片集成光电器件（如光电探测器和发光二极管）的高效耦合。 1.4 拓扑半金属与拓扑绝缘体：介绍了拓扑材料在保护导电边缘态和表面态方面的独特性质。着重分析了拓扑绝缘体在低功耗计算和自旋电子学中的应用潜力，以及如何通过表面修饰来激活其拓扑特性。 --- 第二部分：宽禁带半导体与高功率电子学随着电动汽车、智能电网和5G/6G通信系统的发展，对能够承受更高电压、更高频率和更高工作温度的功率电子器件的需求空前高涨。本部分深入研究了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）半导体材料。 2.1 GaN：射频与高功率的基石：全面评估了GaN材料在AlGaN/GaN异质结结构中的电子气浓度、高饱和电子漂移速度的优势。本书详细讨论了深能级缺陷（如碳和氢缺陷）对器件可靠性的影响，以及SiC和GaN在不同衬底（如蓝宝石、Si衬底）上的外延生长挑战和应力管理技术。 2.2 SiC的器件结构与可靠性：剖析了4H-SiC和6H-SiC在功率器件（如MOSFETs和肖特基势垒二极管SBDs）中的应用。重点对比了不同导电沟道迁移率优化策略，以及高电压下雪崩击穿机理和空间电荷限制效应（SCLC）。 2.3 突破性热管理：鉴于高功率密度对散热的严苛要求，本部分专门探讨了先进封装技术，包括热界面材料（TIMs）的改进，以及如何将WBG器件直接集成到先进的微通道散热结构中，以实现器件性能的最大化。 --- 第三部分：新型计算范式的材料基础：自旋电子学与量子计算本部分展望了超越传统电荷传输模式的下一代计算技术，重点分析了支撑这些技术所需的特定材料系统。 3.1 磁性隧道结与自旋转移矩（STT/SOT）：详细介绍了基于铁磁体/绝缘体/铁磁体（F-I-F）结构的磁性隧道结（MTJ）的物理原理，以及如何利用自旋转移和自旋轨道矩效应实现超低功耗的磁随机存取存储器（MRAM）。本书分析了高隧道磁阻（TMR）比的材料体系（如 Fe/MgO/Fe）的界面电子结构调控。 3.2 铁电隧道结与忆阻器：探讨了如何利用高熵氧化物（如HfO₂基薄膜）的铁电性实现非易失性存储器。重点剖析了忆阻器件的物理机制（如离子迁移、缺陷重构）及其在构建神经形态计算阵列中的应用潜力。 3.3 量子比特的材料载体：简要概述了半导体量子比特的材料平台，包括掺杂硅中的电子自旋量子比特（Si Qubits）的相干时间限制，以及III-V族半导体（如InAs/InGaAs）中马约拉纳零能模（MZMs）的实现路径和拓扑量子计算的材料需求。 --- 第四部分：先进制造与集成：从实验室到工业化的鸿沟即使拥有革命性的新材料，如果没有可靠的、可扩展的制造工艺，它们也无法转化为实际产品。本部分聚焦于异质集成和后硅时代的制造技术。 4.1 异质集成挑战（Heterogeneous Integration）：分析了如何将性质截然不同的材料（如2D材料、III-V族半导体、Si基CMOS）在同一芯片上实现可靠连接。重点讨论了范德华键合、共晶键合以及混合键合技术在减少界面缺陷和保证电学性能方面的关键作用。 4.2 纳米尺度加工与缺陷控制：考察了电子束光刻（EBL）的极限，以及原子层精确控制下的刻蚀技术（如反应离子刻蚀 RIE）在构建亚10纳米结构时的工艺窗口。详细分析了材料生长过程中产生的位错、晶界和表面粗糙度对最终器件性能（尤其是击穿电压和亚阈值摆幅）的决定性影响。 4.3 沉积与转移工艺的革新：比较了不同2D材料的转移技术（如聚合物支撑转移法、湿法转移法）的优劣，并探讨了原位生长（In-situ Growth）策略，以期实现更少的界面损伤和更高的良率。 --- 结语：面向未来计算的材料蓝图本书的最终目标是为读者勾勒出一幅清晰的“超越硅基”的材料发展蓝图。它强调，未来的半导体技术将是一个材料共存、功能协同的时代，不再是单一材料的“独舞”。成功的关键在于跨学科的深度融合——理解材料的量子特性、优化其宏观的器件性能、并最终开发出能够实现指数级能效提升和功能扩展的新一代电子系统。本书不仅是对现有研究成果的系统总结，更是对未来十年半导体材料科学发展方向的深刻洞察与前瞻性指引。