本书以III族氮化物的X射线衍射分析为核心，系统地阐述了该技术在薄膜表征中的多方面应用。全书共7章，各章节内容既相互独立又有机联系。第1章概述了III族氮化物薄膜的研究现状、X射线衍射的基本原理及其在该材料体系中的应用背景；第2章深入探讨了X射线衍射在薄膜面内外取向关系分析中的具体应用；第3章重点介绍了原位X射线衍射技术及其在薄膜外延生长实时监测中的应用；第4章详细论述了X射线衍射测定薄膜晶格常数的技术要点，并对测量误差来源进行了系统分析；第5章全面阐述了X射线衍射在薄膜应力分析中的应用，包括应力来源、影响因素及优化策略；第6章着重探讨了X射线衍射技术在薄膜缺陷表征中的应用及其误差控制方法；第7章则从单层和多层结构两个维度系统介绍了X射线衍射在薄膜厚度及层数分析中的具体应用。
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《半导体科学与技术丛书》出版说明
前言
第1章 III族氮化物薄膜与X射线衍射分析概述 1
1.1 引言 1
1.2 III族氮化物概述 2
1.2.1 III族氮化物薄膜晶体结构 2
1.2.2 III族氮化物薄膜特性与应用 5
1.3 III族氮化物中的X射线衍射分析 7
1.3.1 X射线衍射分析优势 7
1.3.2 X射线衍射分析技术原理 8
1.3.3 III族氮化物薄膜的X射线衍射分析应用.18
1.4 本章小结 21
参考文献 21
第2章 III族氮化物外延取向的X射线衍射分析 23
2.1 引言 23
2.2 面内取向关系与面外取向关系 24
2.3 III族氮化物薄膜外延取向关系分析方法 26
2.3.1 φ 扫描 27
2.3.2 2θ-φ扫描 28
2.3.3 ω扫描 29
2.3.4 2θ-ω扫描 30
2.3.5 倒易空间图谱 32
2.3.6 二维X射线衍射 32
2.4 III族氮化物外延取向关系分析示例 35
2.4.1 面内取向关系分析示例 35
2.4.2 面外取向关系分析示例 39
2.5 本章小结 45
参考文献 45
第3章 III族氮化物外延生长监测的X射线衍射分析49
3.1 引言 49
3.2 原位X射线衍射原理与技术 50
3.2.1 原位X射线衍射原理 50
3.2.2 原位X射线衍射系统配置.54
3.3 III族氮化物薄膜外延生长监测.55
3.3.1 III族氮化物外延生长机制监测 55
3.3.2 原位X射线衍射实时监测方法.60
3.3.3 倒易空间中的X射线衍射分析.63
3.3.4 晶体截断杆散射在生长监测中的应用 65
3.4 III族氮化物薄膜的生长动态与结构演变 67
3.4.1 生长模式的变化及表面粗糙度监控.68
3.4.2 核密度和岛尺寸测量 72
3.5 本章小结 74
参考文献 75
第4章 III族氮化物晶格常数的X射线衍射分析 79
4.1 引言 79
4.2 X射线表征晶格常数原理 80
4.2.1 X射线衍射原理 80
4.2.2 相对晶格常数与绝对晶格常数.81
4.3 III族氮化物薄膜晶格常数测量方法 84
4.3.1 晶格常数粗略测量方法 84
4.3.2 晶格常数精确测量方法 88
4.4 III族氮化物薄膜晶格常数测量的影响因素 96
4.4.1 变形潜势效应 97
4.4.2 掺杂剂尺寸效应 98
4.4.3 残余应变 100
4.4.4 热膨胀的影响 101
4.4.5 其他影响因素 103
4.5 本章小结 105
参考文献 105
第5章 III族氮化物薄膜应力的X射线衍射分析 110
5.1 引言 110
5.2 III族氮化物宏观应力分析 113
5.2.1 III族氮化物宏观应力测定原理 116
5.2.2X射线衍射法 119
5.3 III族氮化物微观应力分析 128
5.3.1 III族氮化物微观应力测定原理 128
5.3.2 高能X射线衍射法 130
5.4 影响 III族氮化物薄膜应力的因素 136
5.4.1 外延生长方法 137
5.4.2 衬底材料选择 139
5.4.3 温度工艺 143
5.5 影响III族氮化物薄膜应力分析的因素及优化方法 147
5.5.1 影响III族氮化物薄膜应力分析的因素 147
5.5.2 应力分析方法的优化 149
5.6 本章小结 153
参考文献 153
第6章 III族氮化物缺陷的X射线衍射分析 157
6.1 引言 157
6.2 III族氮化物薄膜缺陷概述 158
6.2.1 三维缺陷 (体缺陷) 158
6.2.2 二维缺陷 (面缺陷) 162
6.2.3 一维缺陷 (线缺陷) 163
6.2.4 零维缺陷 (点缺陷) 165
6.3 III族氮化物薄膜中缺陷的X射线衍射分析 166
6.3.1 X射线衍射缺陷表征原理 166
6.3.2 X射线衍射技术在缺陷表征中的应用 169
6.4 X射线衍射薄膜缺陷分析的误差与优化 179
6.5 本章小结 182
参考文献 182
第7章 III族氮化物薄膜厚度的X射线衍射分析 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射线衍射全反射 189
7.2.2 薄膜性质对X射线反射率的影响.192
7.2.3 多层薄膜对X射线衍射的全反射.196
7.3 单层薄膜厚度分析 198
7.3.1 单层薄膜共面X射线衍射理论 199
7.3.2 单层薄膜的表面散射理论 200
7.3.3 III族氮化物单层薄膜厚度分析 201
7.4 多层薄膜厚度分析 206
7.4.1 多层薄膜共面X射线衍射理论 206
7.4.2 多层薄膜的表面散射理论 206
7.4.3 超晶格层数及成分分析 208
7.5 本章小结 218
参考文献 219
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