經典半導體制備及器件光刻工藝通常受制于價格高昂的設備、繁瑣冗長的制程及嚴重水電消耗。作者劉靜教授帶領團隊研發的液態金屬印刷半導體技術,以一種自下而上的全新方式實現了對Ga2O3、GaN等第三代、第四代以及更多類型半導體的大面積低成本印制,由此可快速構筑二極管、三極管、晶體管乃至集成電路和功能芯片,這一模式打破了傳統半導體制造理念與應用技術瓶頸,正以其普惠化特點展示出巨大發展空間,可望為芯片制造業注入新的活力。為促進這一新興領域的繁榮和發展,本書旨在介紹液態金屬印刷半導體技術的基本原理、典型途徑和應用問題,以助力更多基礎研發和工業實踐,繼而推動行業進步。尤其在當前我國眾多半導體與芯片行業陷入嚴峻的卡脖子的背景下,本書的出版具有重要的現實意義。
目 錄
第1章緒論1
11半導體材料及其基本制造途徑1
12經典半導體制備工藝面臨的困境4
13通向普惠制造的印刷電子技術5
14變革性的液態金屬印刷半導體技術7
141基本技術概要7
142液態金屬直接印刷第三代半導體技術9
143液態金屬直接印刷第四代半導體技術9
15液態金屬印刷半導體先進制程的優勢10
16液態金屬印刷半導體面臨的機遇與挑戰11
參考文獻12
第2章液態金屬元素半導體及化合物半導體15
21引言16
22物質相態轉移與常溫制造17
23典型的液態金屬材料及其化合物半導體17
24液態金屬超常物質特性21
25液態金屬正重塑半導體材料學23
26種類無限的液態金屬合金及復合材料24
27液態金屬微納尺度半導體材料學25
28液態金屬是催生電子及半導體技術變革的強勁引擎25
29小結27
參考文獻28
第3章液態金屬基礎物理化學特性30
31引言30
32印刷電子概況31
321常規印刷技術31
322常規電子油墨32
323打印方法32
324燒結方法33
33液態金屬印刷電子及半導體33
34液態金屬電子墨水的基本特點和優勢34
35液態金屬電子墨水物理性質35
351熱物理性質 36
352流體性質36
353可彎曲及拉伸電子特性37
354半導體性質37
355磁學性質38
356力學性質38
357其他重要物理屬性39
36液態金屬化學性質39
37液態金屬典型電子及半導體墨水制備途徑40
371合金化40
372組合化41
373納米化41
374氧化41
375氮化42
376更多化學后處理措施43
38液態金屬印刷電子及半導體對當代社會的意義45
381節能意義45
382對環境保護的意義46
383對健康技術的影響46
384新興應用46
39挑戰與機遇47
310小結48