Książka powstała na podstawie wykładów, które Autorzy prowadzili
przez wiele lat dla studentów fizyki Wydziału Podstawowych Problemów
Techniki na Politechnice Wrocławskiej oraz Ich prac badawczych w
zakresie fizyki półprzewodników. Przedstawiono w niej: - podstawowe
wiadomości na temat powierzchni kryształów, - wybrane istotne zjawiska
charakterystyczne dla powierzchni półprzewodników, - teorię stanów
powierzchniowych i wybrane metody ich badania, - informacje dotyczące
praktycznego orientowania kryształów i przygotowania próbek do badania,
- podstawowe metody doświadczalne stosowane w fizyce powierzchni.
Książka jest przeznaczona dla studentów fizyki na uniwersytetach i
politechnikach, studentów elektroniki oraz elektrotechniki; z pewnością
zainteresuje również pracowników naukowych zajmujących sie fizyką
powierzchni półprzewodników.
Spis treści:
Przedmowa
1. Powierzchnia idealna i realna
1.1. Rozłamywanie w ultrawysokiej próżni
1.2. Bombardowanie jonami i wygrzewanie
1.3. Warstwy naparowane
1.4. Epitaksja przy zastosowaniu reakcji chemicznych
Literatura
2. Sieć i struktura powierzchni ciał stałych
2.1. Sieć powierzchniowa prosta
2.2. Sieć powierzchniowa odwrotna
2.3. Struktura powierzchni półprzewodników
2.3.1. Struktura powierzchni idealnej kryształów krzemu
2.3.2. Struktura powierzchni idealnej półprzewodników typu III-V i II-VI
2.4. Rekonstrukcja powierzchni
2.4.1. Rekonstrukcja powierzchni kryształów krzemu
2.4.2. Rekonstrukcja powierzchni kryształów związków półprzewodnikowych typu III-V i II-VI
Literatura
3. Adsorpcja
3.1. Wstęp
3.2. Adsorpcja fizyczna
3.2.1. Kinetyka adsorpcji fizycznej
3.3. Adsorpcja chemiczna
3.3.1. Model energetyczny adsorpcji chemicznej
3.3.2. Kinetyka adsorpcji chemicznej aktywowanej
3.3.3. Izobara adsorpcji
3.4. Struktura warstw adsorbowanych
Literatura
4. Stany powierzchniowe
4.1. Wstęp
4.2. Stany powierzchniowe Tamma
4.3. Stany powierzchniowe Shockleya
4.4. Stany powierzchniowe germanu, krzemu i arsenku galu
4.5. Stany powierzchniowe pochodzenia adsorpcyjnego
Literatura
5. Przypowierzchniowy obszar ładunku przestrzennego w półprzewodniku
5.1. Przyczyny powstawania ładunku przestrzennego
5.1.1. Wpływ zewnętrznego pola elektrycznego
5.1.2. Wpływ stanów powierzchniowych
5.1.3. Wpływ warstwy adsorbowanej
5.2. Wielkości określające przypowierzchniowy obszar ładunku przestrzennego
5.3. Klasyfikacja warstw przypowierzchniowych
5.3.1. Warstwy przypowierzchniowe półprzewodnika typu n
5.3.2. Warstwy przypowierzchniowe półprzewodnika typu p
5.4. Zależność koncentracji nośników prądu od powierzchniowej bariery potencjału i odległości
od powierzchni półprzewodnika
5.4.1. Półprzewodnik typu n
5.4.2. Półprzewodnik typu p
5.5. Gęstość powierzchniowa ładunku
5.6. Bariera potencjału i gęstość ładunku w przypowierzchniowej warstwie ładunku przestrzennego
5.6.1. Sformułowanie zagadnienia
5.6.2. Rozwiązanie równania Poissona
5.6.2.1. Rozwiązanie przybliżone
5.6.2.2. Rozwiązanie ogólne równania Poissona
5.6.2.3. Gęstość ładunku w warstwie przypowierzchniowej
5.6.3. Rozwiązanie równania Poissona dla półprzewodnika samoistnego
5.6.4. Przybliżone rozwiązanie równania Poissona dla półprzewodników niesamoistnych
5.6.4.1. Warstwy wzbogacone
5.6.4.2. Warstwy zubożone
5.6.4.3. Warstwa inwersyjna półprzewodnika typu n
Literatura
6. Przewodność powierzchniowa i pojemność powierzchniowa półprzewodników
6.1. Wstęp
6.2. Nadmiarowa koncentracja nośników w warstwie przypowierzchniowej
6.2.1. Nadmiarowe koncentracje nośników większościowych w warstwie wzbogaconej
6.2.2. Nadmiarowe koncentracje nośników większościowych w warstwach: zubożonej i inwersyjnej
6.2.3. Nadmiarowe koncentracje nośników mniejszościowych w warstwie wzbogaconej
6.2.4. Nadmiarowe koncentracje nośników mniejszościowych w warstwach: zubożonej i inwersyjnej
6.2.5. Zestawienie wartości nadmiarowych koncentracji nośników
6.2.6. Graficzne przedstawienie funkcji G i g
6.2.7. Przybliżone wartości funkcji G+ i G-
6.3. Przewodność powierzchniowa
6.4. Efekt polowy
6.4.1. Wstęp
6.4.2. Efekt polowy - idealna powierzchnia półprzewodnika
6.4.3. Efekt polowy - realna powierzchnia półprzewodnika
6.5. Metoda pojemnościowa badania powierzchni półprzewodników
6.5.1. Wstęp
6.5.2. Pojemność powierzchniowa struktury MOS
6.5.3. Zależność Css od powierzchniowej bariery potencjału
6.5.4. Zależność Csc od powierzchniowej bariery potencjału
6.5.5. Zależność Cs od powierzchniowej bariery potencjału
Literatura
7. Procesy równowagowe i quasi-równowagowe w półprzewodnikach
7.1. Półprzewodnik w stanie równowagi termodynamicznej
7.1.1. Wstęp
7.1.2. Równowagowe koncentracje nośników prądu
7.1.3. Poziom Fermiego w stanie równowagi termodynamicznej
7.2. Półprzewodnik w stanie quasi-równowagi
7.2.1. Wstęp
7.2.2. Quasi-poziomy Fermiego w stanie ustalonym
7.2.3. Rekombinacja
7.2.3.1. Rekombinacja międzypasmowa
7.2.3.2. Rekombinacja przez lokalne centra
7.2.3.3. Rekombinacja powierzchniowa
Literatura
8. Zjawiska fotoelektronowe w półprzewodnikach
8.1. Kontakt metal-półprzewodnik, fotonapięcie powierzchniowe
8.1.1. Kontakt metal-półprzewodnik
8.1.2. Fotonapięcie powierzchniowe
8.1.3. Efekt Dembera
8.2. Spektroskopia fotonapięcia powierzchniowego
8.2.1. Wstęp
8.2.2. Procesy elektronowe generowane termicznie
8.2.3. Procesy elektronowe generowane światłem o energii mniejszej niż E9
8.2.3.1. Procesy związane ze stanami powierzchniowymi
8.2.3.2. Procesy związane z poziomami donorowymi i akceptorowymi we wnętrzu półprzewodnika
8.2.4. Spektroskopia fotonapięcia powierzchniowego
8.2.4.1. Wstęp
8.2.4.2. Pomiar spektroskopii fotonapięcia powierzchniowego
8.2.5. Interpretacja wyników pomiarów spektroskopii fotonapięcia powierzchniowego
8.2.6. Relaksacja fotonapięcia powierzchniowego
8.3. Fotoprzewodnictwo
8.3.1. Wstęp
8.3.2. Definicja fotoprzewodnictwa
8.3.3. Absorpcja światła
8.3.4. Parametry określające proces fotoprzewodnictwa
8.3.5. Rozkład spektralny fotoprzewodnictwa
8.3.5.1. Fotoprzewodnictwo samoistne
8.3.5.2. Fotoprzewodnictwo domieszkowe
8.3.6. Ujemne fotoprzewodnictwo
8.3.7. Porównanie rozkładów spektralnych fotonapięcia powierzchniowego i fotoprzewodnictwa
Literatura
9. Orientowanie kryształów
9.1. Rzut sferyczny i stereograficzny
9.2. Orientowanie monokryształów metodami rentgenowskimi
9.3. Orientowanie kryształów za pomocą figur świetlnych
Literatura
10. Przygotowanie próbek do badań
10.1. Cięcie próbek
10.1.1. Cięcie płaską piłą stalową
10.1.2. Cięcie piłą drutową
10.1.3. Cięcie ultradźwiękami
10.2. Szlifowanie i polerowanie próbek
10.3. Trawienie i wygrzewanie
10.4. Otrzymywanie powierzchni o wysokiej czystości
10.4.1. Obróbka cieplna i bombardowanie elektronami lub jonami
10.4.2. Łupanie w ultrawysokiej próżni
10.5. Styki omowe i metody ich otrzymywania
Literatura
11. Eksperymentalne metody badania powierzchni ciał stałych
11.1. Bombardowanie powierzchni elektronami
11.1.1. Dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów
11.1.2. Dyfrakcja wysokoenergetycznych elektronów
11.1.3. Spektroskopia elektronów Augera AES
11.2. Bombardowanie powierzchni jonami
11.2.1. Spektroskopia masowa jonów wtórnych SIMS
11.2.2. Budowa i zasada działania aparatury SIMS
11.3. Bombardowanie powierzchni fotonami
11.3.1. Fotoemisja elektronów
11.3.2. Elipsometria
11.4. Działanie polem elektrycznym
11.4.1. Skaningowa mikroskopia tunelowa
Literatura
Skorowidz