本書以III族氮化物的X射線衍射分析為核心,系統(tǒng)地闡述了該技術(shù)在薄膜表征中的多方面應用。全書共7章,各章節(jié)內(nèi)容既相互獨立又有機聯(lián)系。第1章概述了III族氮化物薄膜的研究現(xiàn)狀、X射線衍射的基本原理及其在該材料體系中的應用背景;第2章深入探討了X射線衍射在薄膜面內(nèi)外取向關(guān)系分析中的具體應用;第3章重點介紹了原位X射線衍射技術(shù)及其在薄膜外延生長實時監(jiān)測中的應用;第4章詳細論述了X射線衍射測定薄膜晶格常數(shù)的技術(shù)要點,并對測量誤差來源進行了系統(tǒng)分析;第5章全面闡述了X射線衍射在薄膜應力分析中的應用,包括應力來源、影響因素及優(yōu)化策略;第6章著重探討了X射線衍射技術(shù)在薄膜缺陷表征中的應用及其誤差控制方法;第7章則從單層和多層結(jié)構(gòu)兩個維度系統(tǒng)介紹了X射線衍射在薄膜厚度及層數(shù)分析中的具體應用。
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2007.09-2011.06 福州大學 學士
2011.09-2016.06 華南理工大學 碩士、博士
2016.12-2018.12 華南理工大學 華南理工大學師資博士后
2019.11-2021.10 香港科技大學 香港科技大學香江學者
2018.09-今 華南理工大學 副研究員、副教授、教授
III族氮化物材料與器件國家重點實驗室 教授無
目錄
《半導體科學與技術(shù)叢書》出版說明
前言
第1章 III族氮化物薄膜與X射線衍射分析概述 1
1.1 引言 1
1.2 III族氮化物概述 2
1.2.1 III族氮化物薄膜晶體結(jié)構(gòu) 2
1.2.2 III族氮化物薄膜特性與應用 5
1.3 III族氮化物中的X射線衍射分析 7
1.3.1 X射線衍射分析優(yōu)勢 7
1.3.2 X射線衍射分析技術(shù)原理 8
1.3.3 III族氮化物薄膜的X射線衍射分析應用.18
1.4 本章小結(jié) 21
參考文獻 21
第2章 III族氮化物外延取向的X射線衍射分析 23
2.1 引言 23
2.2 面內(nèi)取向關(guān)系與面外取向關(guān)系 24
2.3 III族氮化物薄膜外延取向關(guān)系分析方法 26
2.3.1 φ 掃描 27
2.3.2 2θ-φ掃描 28
2.3.3 ω掃描 29
2.3.4 2θ-ω掃描 30
2.3.5 倒易空間圖譜 32
2.3.6 二維X射線衍射 32
2.4 III族氮化物外延取向關(guān)系分析示例 35
2.4.1 面內(nèi)取向關(guān)系分析示例 35
2.4.2 面外取向關(guān)系分析示例 39
2.5 本章小結(jié) 45
參考文獻 45
第3章 III族氮化物外延生長監(jiān)測的X射線衍射分析49
3.1 引言 49
3.2 原位X射線衍射原理與技術(shù) 50
3.2.1 原位X射線衍射原理 50
3.2.2 原位X射線衍射系統(tǒng)配置.54
3.3 III族氮化物薄膜外延生長監(jiān)測.55
3.3.1 III族氮化物外延生長機制監(jiān)測 55
3.3.2 原位X射線衍射實時監(jiān)測方法.60
3.3.3 倒易空間中的X射線衍射分析.63
3.3.4 晶體截斷桿散射在生長監(jiān)測中的應用 65
3.4 III族氮化物薄膜的生長動態(tài)與結(jié)構(gòu)演變 67
3.4.1 生長模式的變化及表面粗糙度監(jiān)控.68
3.4.2 核密度和島尺寸測量 72
3.5 本章小結(jié) 74
參考文獻 75
第4章 III族氮化物晶格常數(shù)的X射線衍射分析 79
4.1 引言 79
4.2 X射線表征晶格常數(shù)原理 80
4.2.1 X射線衍射原理 80
4.2.2 相對晶格常數(shù)與絕對晶格常數(shù).81
4.3 III族氮化物薄膜晶格常數(shù)測量方法 84
4.3.1 晶格常數(shù)粗略測量方法 84
4.3.2 晶格常數(shù)精確測量方法 88
4.4 III族氮化物薄膜晶格常數(shù)測量的影響因素 96
4.4.1 變形潛勢效應 97
4.4.2 摻雜劑尺寸效應 98
4.4.3 殘余應變 100
4.4.4 熱膨脹的影響 101
4.4.5 其他影響因素 103
4.5 本章小結(jié) 105
參考文獻 105
第5章 III族氮化物薄膜應力的X射線衍射分析 110
5.1 引言 110
5.2 III族氮化物宏觀應力分析 113
5.2.1 III族氮化物宏觀應力測定原理 116
5.2.2X射線衍射法 119
5.3 III族氮化物微觀應力分析 128
5.3.1 III族氮化物微觀應力測定原理 128
5.3.2 高能X射線衍射法 130
5.4 影響 III族氮化物薄膜應力的因素 136
5.4.1 外延生長方法 137
5.4.2 襯底材料選擇 139
5.4.3 溫度工藝 143
5.5 影響III族氮化物薄膜應力分析的因素及優(yōu)化方法 147
5.5.1 影響III族氮化物薄膜應力分析的因素 147
5.5.2 應力分析方法的優(yōu)化 149
5.6 本章小結(jié) 153
參考文獻 153
第6章 III族氮化物缺陷的X射線衍射分析 157
6.1 引言 157
6.2 III族氮化物薄膜缺陷概述 158
6.2.1 三維缺陷 (體缺陷) 158
6.2.2 二維缺陷 (面缺陷) 162
6.2.3 一維缺陷 (線缺陷) 163
6.2.4 零維缺陷 (點缺陷) 165
6.3 III族氮化物薄膜中缺陷的X射線衍射分析 166
6.3.1 X射線衍射缺陷表征原理 166
6.3.2 X射線衍射技術(shù)在缺陷表征中的應用 169
6.4 X射線衍射薄膜缺陷分析的誤差與優(yōu)化 179
6.5 本章小結(jié) 182
參考文獻 182
第7章 III族氮化物薄膜厚度的X射線衍射分析 187
7.1 引言.187
7.2 III族氮化物薄膜厚度表征原理 189
7.2.1 掠入射X射線衍射全反射 189
7.2.2 薄膜性質(zhì)對X射線反射率的影響.192
7.2.3 多層薄膜對X射線衍射的全反射.196
7.3 單層薄膜厚度分析 198
7.3.1 單層薄膜共面X射線衍射理論 199
7.3.2 單層薄膜的表面散射理論 200
7.3.3 III族氮化物單層薄膜厚度分析 201
7.4 多層薄膜厚度分析 206
7.4.1 多層薄膜共面X射線衍射理論 206
7.4.2 多層薄膜的表面散射理論 206
7.4.3 超晶格層數(shù)及成分分析 208
7.5 本章小結(jié) 218
參考文獻 219
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