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许振嘉 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030194626

商品编码：29491450133

包装：精装

出版时间：2007-08-01

基本信息

书名：半导体的检测与分析-(第二版)

定价：98.00元

作者：许振嘉

出版社：科学出版社

出版日期：2007-08-01

ISBN：9787030194626

字数：

页码：635

版次：2

装帧：精装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书的内容与1984年版的内容完全不同。本书介绍补充了这二十年来半导体科研、生产中常用的各种检测、分析方法和原理。全书共分7章，包括引论，半导体的高分辨X射线衍射，光学检测与分析，表面、薄膜成分分析，扫描探针显微学在半导体中的运用，透射电子显微学及其在半导体中的应用和半导体深中心的表征。书中根据实践列举了一些实例，同时附有大量参考文献和常用的数据，以便读者进一步参考和应用。
　　本书可供从事半导体科研和生产的科研人员，大专院校老师和研究生使用。

目录

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前言
章 引论
1.1 科学内容
1.2 实验技术
1.3 展望
参考文献
第2章 半导体晶体的高分辨X射线衍射
2.1 引言
2.2 半导体晶体结构与结构缺陷
2.3 X射线平面波的衍射
2.4 高分辨X射线衍射的限束
2.5 异质外延多层膜的X射线双晶衍射
2.6 三轴衍射
2.7 晶格参数的测量
2.8 镶嵌结构的测量
2.9 镜面反射与面内掠入射
参考文献
附录
第3章 光学性质检测分析
3.1 引言
3.2 半导体光致发光
3.3 半导体的阴极荧光
3.4 吸引光谱及其相关的薄膜光谱测量方法
3.5 拉曼散射
参考文献
第4章 表面和薄膜成分分析
4.1 引言
4.2 俄歇电子能谱
4.3 X射线光电子谱
4.4 二次离子质谱
4.5 卢瑟福背散射
参考文献
附录
第5章 扫描探针显微学在半导体中的运用
5.1 引言
5.2 扫描隧道显微镜的基本原理
5.3 用STM分析表面结构
5.4 扫描隧道谱
5.5 弹道电子发射显微镜
5.6 原子力显微镜
5.7 原子力显微镜用于表面分析
5.8 扫描电容显微镜
5.9 静电力显微镜
5.10 磁力显微镜
5.11 扫描近场光学显微镜
5.12 原子操纵与纳米加工
参考文献
第6章 透射电子显微学及其在半导体研究
6.1 引言
6.2 透射电子显微镜的基本构造及工作原理
6.3 显微像衬度
6.4 其他技术
6.5 应用实例
6.6 结语
参考文献
附录
第7章 半导体深中心的表征
7.1 深能级瞬态谱技术
参考文献
7.2 热激电流
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《半导体的检测与分析》（第二版）—— 洞悉微观世界的精确之道 在日新月异的科技浪潮中，半导体技术无疑是驱动现代文明进步的核心引擎。从智能手机到高性能计算机，从医疗设备到航空航天，半导体无处不在，其性能的优劣直接决定了终端产品的竞争力与可靠性。而要确保这些精密的半导体器件能够稳定、高效地运行，严谨细致的检测与分析技术就显得尤为关键。《半导体的检测与分析》（第二版）正是这样一本深度聚焦半导体器件制造过程中不可或缺的关键环节的专著，它以详实的内容、清晰的脉络，为读者系统呈现了从基础原理到前沿应用的全面图景。 本书并非对半导体器件本身的设计或制造工艺进行宏观介绍，而是将重点落实在“检测”与“分析”这两个核心环节。它深刻理解到，即使是最精密的制造流程，也需要通过层层严苛的质量控制来保障最终产品的卓越表现。因此，本书的核心价值在于揭示如何通过各种科学的、系统的方法，洞察半导体器件内部的细微之处，识别潜在的缺陷，并对材料、结构、性能进行深入的量化评估。 一、 基础理论与方法论：构建严谨的分析框架 任何深入的检测与分析都离不开坚实的基础理论支撑。本书首先系统梳理了半导体物理学中与检测分析密切相关的核心概念，例如半导体材料的晶体结构、能带理论、载流子输运特性等。这些基础知识的铺垫，有助于读者理解为何特定的检测手段能够有效地揭示半导体器件的特性，以及不同材料参数对器件性能的影响机制。 在此基础上，本书详细阐述了多种基础的检测与分析方法。这部分内容涉及了从宏观到微观，从电气性能到物理特性的多维度检测手段。例如，对于器件的电学性能，本书会深入讲解诸如I-V特性曲线测量、C-V特性曲线测量、瞬态特性测试等基本方法。这些方法能够帮助我们评估器件的漏电流、导通特性、电容-电压关系、开关速度等关键参数。本书会详细解析每种测量方法背后的物理原理，讲解测试仪器的基本构造与工作模式，并提供实际操作中的注意事项，例如如何规范地进行探针接触、如何选择合适的测试电压和电流范围、如何排除环境干扰等。 同时，对于材料本身的微观结构和成分分析，本书也会引入一系列重要的技术。例如，X射线衍射（XRD）如何用于分析晶体结构和取向；扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）如何揭示器件的形貌、截面结构和晶界缺陷；能量色散X射线光谱（EDS）或波长色散X射线光谱（WDS）如何进行元素成分的定性与定量分析。本书会针对这些显微分析技术，详细介绍其成像原理、样品制备要求、不同模式下的应用场景，以及如何解读获得的图像和谱图信息。 二、 器件特性与失效分析：剖析性能与识别病灶 半导体器件的种类繁多，其检测与分析的侧重点也各有不同。本书第二大部分将目光聚焦于各类主流半导体器件，系统介绍针对这些器件的特有检测分析方法。 对于集成电路（IC），本书会深入探讨其在设计、制造、封装等各个环节中可能遇到的检测挑战。例如，在芯片设计验证阶段，可能会用到逻辑仿真、形式验证等方法；在制造过程中，会涉及晶圆级测试（wafer sort）和封装后测试（final test）中的各项参数测试，如直流参数、交流参数、功能测试、时序测试等。本书会详细介绍这些测试项目的重要性，以及如何通过自动化测试设备（ATE）进行高效的批量检测。 对于功率半导体器件，如MOSFET、IGBT等，其工作在高电压、大电流环境下，对热稳定性、击穿特性、导通压降等性能要求极高。本书将重点介绍针对这些器件的专项检测，如高温漏电流测试、热阻测试、击穿电压测试、栅电荷测试等。失效分析在这类器件中尤为重要，本书会详细讲解如何通过热成像、电学诊断、显微观察等手段，定位并分析导致功率器件失效的根本原因，例如热击穿、电击穿、栅氧化层击穿等。 对于光电器件，如LED、光电二极管、太阳能电池等，其性能与光学特性紧密相关。本书会介绍如何测量其光谱响应、发光效率、量子效率、暗电流、响应时间等参数。光学显微镜、荧光显微镜、光谱仪等光学测量仪器在这一领域的应用也会得到详细阐述。 除了对器件正常工作性能的检测，本书还投入了大量篇幅阐述“失效分析”。失效分析是半导体质量控制和可靠性保障的“最后一环”，也是最能体现检测技术精细化程度的领域。本书会系统介绍失效分析的流程：从失效现象的初步观察，到失效模式的初步判断，再到失效机制的深入探究。这包括非破坏性检测（如X射线成像、超声波检测、声发射检测）和破坏性检测（如电学剖析、横截面制备、化学腐蚀、显微解剖）的应用，以及如何结合多种技术手段，最终锁定导致器件失效的具体缺陷，并提出改进建议。 三、 先进技术与发展趋势：展望未来检测领域 随着半导体技术的飞速发展，器件的尺寸不断缩小，结构日益复杂，对检测分析技术也提出了更高的要求。本书的第三大部分着眼于半导体检测分析的前沿技术和发展趋势。 例如，对于纳米尺度的器件，传统的光学显微镜已经难以满足分辨率的要求，本书将介绍扫描探针显微镜（SPM），如原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM），如何在纳米尺度上进行形貌测量、力学性能分析和电学特性探测。 在集成电路的检测领域，本书会介绍先进的故障注入技术、纠错码（ECC）在存储器中的应用，以及如何在芯片内部集成测试电路（BIST）来提高测试效率和覆盖率。对于一些高可靠性要求的领域，如汽车电子和航空航天，失效的早期预警和寿命预测也成为重要的研究方向，本书会探讨相关的加速寿命试验方法和数据分析模型。 此外，随着人工智能（AI）和机器学习（ML）技术的兴起，它们在半导体检测分析领域的应用也日益广泛。本书将探讨如何利用AI/ML来优化测试流程、提高故障诊断的准确性、预测潜在的器件缺陷，甚至辅助设计更具可测试性的芯片。 四、 实践指导与案例分析：理论联系实际的桥梁 纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。为了帮助读者将理论知识转化为实际操作能力，本书在各个章节中都穿插了大量的实践指导和案例分析。 例如，在介绍某一检测仪器时，本书会提供详细的参数设置指南，以及在不同应用场景下的典型测试结果示例。在失效分析部分，本书会选取一些典型的失效案例，从失效现象描述、检测过程记录，到最终的失效机制分析，进行层层剥茧的讲解，让读者能够身临其境地理解如何运用所学知识解决实际问题。 本书还将包含一些与实验室操作相关的细节，例如标准化的样品制备流程、安全操作规程、数据记录和报告撰写规范等。这些贴近实际的指导，将极大地帮助初学者快速上手，也为有经验的工程师提供参考。 总结 《半导体的检测与分析》（第二版）并非一本泛泛而谈的科普读物，而是一部严谨、系统、深入的专业技术指南。它以扎实的理论基础为根基，以丰富的实践经验为导向，全面覆盖了半导体器件检测与分析的各个重要方面。无论您是半导体行业的研发工程师、质量控制工程师、失效分析工程师，还是相关专业的学生，本书都将是您提升专业技能、深入理解半导体世界奥秘的宝贵财富。通过对本书的学习，您将能够掌握洞察半导体器件内部运作规律的“火眼金睛”，为推动半导体技术的进步和应用贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是在寻找一本能清晰阐述半导体产业经济学和知识产权布局的书籍。我深知技术创新离不开市场驱动和法律保护，尤其是在当前地缘政治背景下，对芯片供应链的韧性与战略布局非常感兴趣。这本书的全部篇幅似乎都聚焦于晶体管的物理学和器件的特性分析，对市场动态、知识产权壁垒以及主要的专利诉讼案例完全避而不谈。这使得这本书在宏观层面上显得有些单薄。我期望它能像一份行业分析报告一样，不仅告诉我“它如何工作”，更要告诉我“谁在主导它，以及未来的市场格局会如何演变”。如果能加入一些关于尖端制造设备的采购决策、资本支出（CAPEX）的合理性分析，这本书的深度和广度都会大大提升，而不只是停留在微观的材料科学层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书刚到手我就迫不及待地翻了起来，第一印象是排版相当的扎实，图文并茂的风格让人感觉作者对内容的驾驭能力很强。我原本是希望能在书中找到一些关于高频射频电路设计的深入探讨，特别是涉及到GaN器件在5G基站中的应用的最新进展。然而，虽然书中对半导体器件的物理特性有基础性的介绍，但对于实际工程中那些复杂、高度专业化的设计流程和优化策略，似乎着墨不多。比如，关于如何精确建模不同工作温度下的器件参数漂移，以及如何利用仿真软件进行先进工艺节点的版图设计规则检查（DRC）的实战经验，这本书就没有提供足够的细节。我期待的更多是一种“手把手”的教程，展示业界一线工程师是如何解决实际难题的，而不是停留在理论解释层面。总的来说，它更像是一本优秀的教材入门读物，而不是一本面向资深工程师的“工具书”或“进阶手册”。对于初学者来说或许是宝藏，但对于我这种需要解决具体技术瓶颈的人来说，还需要去寻找更侧重于EDA工具应用和设计流程自动化的专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

读完将近三分之一，我发现这本书的叙事节奏把握得有些平稳，更像是按照标准教科书的结构进行逻辑梳理，缺乏一些能让人眼前一亮的“洞察”或者“行业内幕”。我特别关注先进封装技术（如异质集成和Chiplet技术）的最新发展趋势，尤其想了解在这些前沿领域，如何进行热管理和可靠性测试的创新方法。这本书虽然提到了封装的基础概念，但对于这些尖端技术如何影响整个供应链的性能和成本，介绍得相当保守和传统。例如，在讨论可靠性分析时，它似乎更侧重于传统的寿命预测模型，而对诸如AI驱动的故障预测和基于数字孪生的实时健康监测等新范式提及甚少。这种对前沿技术发展的滞后感，让我觉得手中的这本书似乎定格在了几年前的行业标准上，与当前日新月异的半导体前沿进步有些脱节。如果能增加一些对新材料（如二维材料）在器件性能提升中作用的探讨，或许会更有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表制作非常清晰，这一点我必须承认，尤其是在描述半导体材料的能带结构和载流子输运机制时，插图的质量是无可挑剔的。然而，我的主要兴趣点在于量子计算领域中超导量子比特（Superconducting Qubits）的制备和读出技术。我知道这与传统的CMOS半导体有所区别，但鉴于现代半导体技术是支撑量子计算硬件发展的基础，我希望能看到一些跨学科的连接点。例如，如何利用高精度的半导体光刻技术来制造超导电路的 Josephson 结，或者在极低温环境下进行信号的去噪处理的技术细节。这本书完全聚焦于传统硅基半导体，对于这些前沿的、跨界的技术交叉点，完全没有涉及。这使得它对于我这种致力于探索后摩尔时代计算范式的研究者来说，价值十分有限，它是一个封闭的知识体系，未能向更广阔的未来科技领域敞开大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格总体上是严谨且偏学术化的，这对于打基础是极好的，但对于我这种偏向自动化测试和质量控制（QA/QC）领域的读者来说，会稍微有点枯燥。我更希望看到的是关于大规模半导体生产线中，如何设计和实施高效的在线参数检测系统的具体案例。例如，如何选择合适的探针台配置、如何优化高速数据采集的算法，以及如何将测试数据无缝集成到MES（制造执行系统）中去，实现闭环反馈。这本书的检测章节更多地停留在“什么是光电测量”的原理层面，而对于实际的测试夹具设计、信号完整性优化以及高速串行总线测试的挑战，几乎没有触及。这种技术上的“缺失”让我感到遗憾，因为它没有提供将理论转化为实际生产力的桥梁。我需要的是关于ATE（自动测试设备）编程和高级故障隔离技术的深入指南，而不是基础的物理原理回顾。