经典半导体制备及器件光刻工艺通常受制于价格高昂的设备、繁琐冗长的制程及严重水电消耗。作者刘静教授带领团队研发的液态金属印刷半导体技术,以一种自下而上的全新方式实现了对Ga2O3、GaN等第三代、第四代以及更多类型半导体的大面积低成本印制,由此可快速构筑二极管、三极管、晶体管乃至集成电路和功能芯片,这一模式打破了传统半导体制造理念与应用技术瓶颈,正以其普惠化特点展示出巨大发展空间,可望为芯片制造业注入新的活力。为促进这一新兴领域的繁荣和发展,本书旨在介绍液态金属印刷半导体技术的基本原理、典型途径和应用问题,以助力更多基础研发和工业实践,继而推动行业进步。尤其在当前我国众多半导体与芯片行业陷入严峻的卡脖子的背景下,本书的出版具有重要的现实意义。
目 录
第1章绪论1
11半导体材料及其基本制造途径1
12经典半导体制备工艺面临的困境4
13通向普惠制造的印刷电子技术5
14变革性的液态金属印刷半导体技术7
141基本技术概要7
142液态金属直接印刷第三代半导体技术9
143液态金属直接印刷第四代半导体技术9
15液态金属印刷半导体先进制程的优势10
16液态金属印刷半导体面临的机遇与挑战11
参考文献12
第2章液态金属元素半导体及化合物半导体15
21引言16
22物质相态转移与常温制造17
23典型的液态金属材料及其化合物半导体17
24液态金属超常物质特性21
25液态金属正重塑半导体材料学23
26种类无限的液态金属合金及复合材料24
27液态金属微纳尺度半导体材料学25
28液态金属是催生电子及半导体技术变革的强劲引擎25
29小结27
参考文献28
第3章液态金属基础物理化学特性30
31引言30
32印刷电子概况31
321常规印刷技术31
322常规电子油墨32
323打印方法32
324烧结方法33
33液态金属印刷电子及半导体33
34液态金属电子墨水的基本特点和优势34
35液态金属电子墨水物理性质35
351热物理性质 36
352流体性质36
353可弯曲及拉伸电子特性37
354半导体性质37
355磁学性质38
356力学性质38
357其他重要物理属性39
36液态金属化学性质39
37液态金属典型电子及半导体墨水制备途径40
371合金化40
372组合化41
373纳米化41
374氧化41
375氮化42
376更多化学后处理措施43
38液态金属印刷电子及半导体对当代社会的意义45
381节能意义45
382对环境保护的意义46
383对健康技术的影响46
384新兴应用46
39挑战与机遇47
310小结48