基本信息
书名:气体激光动力学及器件优化设计
定价：39.00元
售价：27.3元,便宜11.7元,折扣70
作者:程成著
出版社：机械工业出版社
出版日期：2008-06-01
ISBN：9787111238690
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.499kg
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内容提要
本书的前半部分介绍了气体激光的相关基础知识，包括气体放电等离子体的基本性质，气体放电等离子体中的基本过程，带电粒子的运动及等离子体电阻率，气体的粘度、导热和扩散；本书的后半部分阐述了高斯光束的传播、稳定球面谐振腔、非稳定球面谐振腔、激光的基本原理和特性，着重介绍了二氧化碳激光器和铜蒸气激光器，讨论了优化方法——遗传算法的基本原理及其计算程序的实现，给出了用遗传算法优化设计二氧化碳激光器和铜蒸气激光器的具体实例，后介绍了封离型和大功率横流二氧化碳激光器的实验及其结果。
本书可作为光学工程、激光技术、气体放电、光电子技术以及相关专业的研究生教材及高年级本科生的教学参考书，也可作为相关工程技术人员的参考书。
目录
作者介绍
文摘
序言
《光刻胶材料科学与工艺集成》 内容简介： 在微纳制造领域，光刻技术扮演着至关重要的角色，其精密度和效率直接决定着集成电路、微传感器、微光学器件等高端产品的性能和成本。而光刻胶，作为光刻工艺的核心感光材料，其性能的优劣，工艺的匹配度，更是决定着最终器件成像质量的关键因素。本书《光刻材料科学与工艺集成》深入剖析了光刻胶的科学原理、材料体系、制备工艺以及其在复杂制造流程中的集成应用，旨在为相关领域的科研人员、工程师以及高端技术人才提供一本全面、深入且实用的参考著作。 本书分为四大核心篇章，共十六章，力求系统性地展现光刻胶领域的前沿理论与实践。 第一篇：光刻胶基础理论与材料体系（共四章） 第一章：光刻胶的基本原理与分类。 本章将从光化学反应机理出发，详细阐述光刻胶的感光过程，包括曝光、显影、刻蚀等关键步骤。我们将深入探讨正性光刻胶和负性光刻胶在分子结构和反应机制上的根本差异，分析影响其敏感度、分辨率和对比度的主要因素。此外，本章还将对不同类型的光刻胶（如g线、i线、KrF、ArF、EUV等）进行分类介绍，概述其各自的适用波长范围、化学特性以及在不同制造工艺中的应用前景。 第二章：光刻胶的关键组分与性能解析。 本章将逐一剖析光刻胶的核心组成部分，包括感光剂（Photoactive Compound, PAC）、聚合物基体（Resin）、溶剂（Solvent）以及添加剂（Additives）。针对每一种组分，我们将详细介绍其化学结构、作用机理以及对光刻胶整体性能的影响。例如，我们将讨论不同类型PAC的感光效率、稳定性及其在曝光过程中的转化产物；深入分析聚合物基体的玻璃化转变温度（Tg）、溶解度参数、耐刻蚀性等关键物理化学性质；并阐明溶剂的选择如何影响光刻胶的旋涂均匀性、干燥速率和显影行为；同时，也将探讨添加剂（如增塑剂、表面活性剂、固化剂等）在改善光刻胶性能中的精妙作用。 第三章：先进光刻胶材料体系的研发与进展。 聚焦当前以及未来光刻技术发展对光刻胶材料提出的更高要求，本章将重点介绍先进光刻胶材料体系的研发动态。这包括化学放大胶（Chemically Amplified Resist, CAR）的工作原理、性能优势及其在深紫外（DUV）光刻中的统治地位，并深入探讨其固有的缺陷和改进方向。同时，本章还将介绍用于极紫外（EUV）光刻的新型光刻胶材料，如有机金属化合物（Metal-Organic Compounds）、金属氧化物（Metal Oxides）以及无机光刻胶等，分析其在克服EUV光子低能量、高吸收等挑战方面的独特性质。此外，还将触及一些新兴的光刻胶概念，如纳米压印光刻胶、三维打印光刻胶等，展望其在多功能微纳器件制造中的应用潜力。 第四章：光刻胶的表征与性能评估方法。 本章将系统介绍用于全面评估光刻胶性能的各项关键表征技术和方法。我们将详细讲解如何通过测量光刻胶的敏感度曲线（Sensitivity Curve）、阈值能量（Threshold Energy）、对比度（Contrast）来评价其感光性能；如何利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）来评估光刻胶线条的最小线宽（Minimum Line Width）、线形度（Line Profile）、侧壁粗糙度（Sidewall Roughness）以及图案转移的保真度；还将介绍如何通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振波谱（NMR）来分析光刻胶的化学结构和成分变化；同时，对干法和湿法刻蚀残留的评估方法也将进行阐述，确保光刻胶性能评估的全面性和准确性。 第二篇：光刻胶制备工艺与质量控制（共四章） 第五章：光刻胶的配方设计与合成。 本章将聚焦光刻胶的配方设计原则和合成策略。我们将讨论如何根据不同的光刻工艺需求，选择合适的聚合物基体、感光剂以及溶剂，并通过优化配方参数来获得理想的光刻胶性能。具体而言，将详细介绍聚合物的合成方法（如自由基聚合、缩聚等）及其分子量、分子量分布的调控；感光剂的合成路线、纯化方法及其光化学活性的优化；以及溶剂的选择标准，包括溶解能力、挥发速率、毒性等。 第六章：光刻胶的精细化制备与后处理。 本章将深入探讨光刻胶的精细化制备过程，包括溶液的过滤、脱气、均质化等关键环节，这些环节对于保证光刻胶溶液的纯净度和均匀性至关重要。我们将详细介绍不同过滤精度要求，以及超声波、搅拌等辅助手段在均质化过程中的应用。此外，还将重点阐述光刻胶制备后的后处理技术，如干燥、粉碎、筛分等，以及这些过程如何影响最终光刻胶产品的形态和性能。 第七章：光刻胶的生产过程质量控制。 质量控制是确保光刻胶产品稳定性和可靠性的生命线。本章将详细介绍光刻胶生产过程中各阶段的质量控制要点。这包括原材料的进厂检验（如成分分析、纯度检测），中间产品的过程监控（如反应进程监测、聚合度控制），以及最终产品的出厂检验（如敏感度、分辨率、残留物检测）。我们将介绍各种质量控制工具和统计学方法，如CPK（过程能力指数）、SPC（统计过程控制）等，帮助读者建立完善的质量管理体系。 第八章：光刻胶的储存、运输与安全。 光刻胶作为一种特殊的化学品，其储存和运输条件对保持其活性和稳定性有着直接影响。本章将详细介绍光刻胶的储存要求，包括温度、湿度、光照等环境因素的控制，以及其保质期的确定。同时，还将阐述光刻胶在运输过程中的安全注意事项，包括包装要求、防爆措施、应急处理预案等，确保生产和应用过程的安全。 第三篇：光刻胶工艺集成与优化（共四章） 第九章：光刻工艺流程中的光刻胶应用。 本章将从实际应用的角度出发，详细阐述光刻胶在完整光刻工艺流程中的应用细节。我们将逐一解析光刻胶的涂布（Spin Coating）过程，包括溶液浓度、转速、时间等参数对膜厚均匀性、缺陷率的影响；然后深入探讨曝光（Exposure）工艺，包括曝光剂量、焦点、对准等参数对成像精度的决定性作用；紧接着，将介绍显影（Developing）工艺，分析不同显影液的种类、显影时间、温度等因素对图案形成的影响；最后，还将探讨刻蚀（Etching）和剥离（Stripping）过程中光刻胶层的保护作用及其在后续工艺中的残留问题。 第十章：光刻胶性能与工艺参数的匹配优化。 光刻胶的性能需要与具体的工艺参数进行精准匹配才能发挥最佳效果。本章将重点研究光刻胶的关键性能参数（如敏感度、分辨率、对比度、抗刻蚀性等）如何与曝光剂量、显影时间、显影液浓度等工艺参数相互关联，并提出系统性的优化策略。我们将介绍如何利用实验设计（DOE）方法，科学地设计实验方案，寻找最优的工艺窗口，以获得最佳的成像质量和最高的良品率。 第十一章：面向高端制造的光刻胶工艺挑战与解决方案。 随着半导体器件向更小的尺寸和更高的集成度发展，光刻工艺面临着前所未有的挑战，例如侧壁粗糙度、光刻胶残胶、衍射效应等。本章将深入分析这些挑战，并重点介绍针对这些问题的先进光刻胶解决方案。这包括低损伤抗刻蚀技术、新型显影技术（如超声显影、气相显影）、双重曝光（Double Patterning）和多重曝光（Multiple Patterning）技术对光刻胶的要求，以及针对EUV光刻胶的特殊工艺需求和解决方案。 第十二章：光刻胶在微纳器件制造中的应用案例分析。 为了使理论知识更具说服力和可操作性，本章将选取若干具有代表性的微纳器件制造案例，详细分析光刻胶在该过程中的应用。这些案例可能包括：先进逻辑芯片的制造、三维 NAND 闪存的堆叠、MEMS 传感器的微加工、微流控芯片的图案形成、微光学器件的精密制造等。通过对这些具体案例的剖析，读者将能够更直观地理解光刻胶在不同应用场景下的性能要求和工艺实现。 第四篇：未来发展趋势与前沿探索（共四章） 第十三章：下一代光刻胶材料的研发方向。 本章将展望光刻胶材料的未来发展方向，重点关注能够满足下一代光刻技术（如高数值孔径EUV光刻、纳米压印光刻、电子束光刻等）需求的新型材料。我们将探讨如何通过分子设计和合成，开发具有更高分辨率、更低缺陷、更优异性能的光刻胶。例如，针对EUV光刻，将重点介绍基于量子点（Quantum Dot）的光刻胶、新型金属有机光刻胶（MOAR）的潜在优势，以及无机-有机杂化光刻胶在提高敏感度和降低粗糙度方面的可能性。 第十四章：计算光刻与光刻胶工艺协同优化。 计算光刻（Computational Lithography）已经成为现代光刻工艺不可或缺的一部分。本章将探讨计算光刻技术如何与光刻胶材料和工艺设计协同优化。我们将介绍基于建模和仿真的方法，例如光学邻近效应修正（OPC）、图案质量辅助（PQA）等，如何指导光刻胶配方设计和工艺参数的设定。此外，还将探讨人工智能（AI）和机器学习（ML）在加速光刻胶性能预测和工艺优化方面的应用前景。 第十五章：绿色光刻胶与可持续制造。 随着全球对环境保护意识的不断提高，开发环境友好的光刻胶材料和工艺已成为行业的重要课题。本章将探讨绿色光刻胶的研发方向，包括使用低毒性或可生物降解的溶剂、开发环境友好的聚合单体、减少工艺过程中的废弃物产生等。同时，还将讨论可持续制造理念在光刻胶生产和应用中的体现，例如能源效率的提升、资源的循环利用等。 第十六章：光刻胶技术在新兴领域的拓展应用。 除了传统的集成电路制造，光刻胶技术在生物技术、能源、显示等新兴领域也展现出巨大的应用潜力。本章将介绍光刻胶在这些领域的拓展应用，例如：在生物传感器和基因测序中的微阵列制造、在太阳能电池和OLED显示器件中的精密图形化、在3D打印和增材制造中的功能材料开发等。通过这些前沿探索，旨在为读者提供更广阔的视野和创新思路。 本书通过对光刻胶基础理论、材料体系、制备工艺、质量控制、工艺集成优化以及未来发展趋势的全面梳理，希望能为读者构建一个清晰、完整、深入的光刻胶科学知识体系。每一章都力求在理论深度和实践指导性之间取得平衡，通过丰富的图表、数据分析和案例研究，使抽象的科学原理变得生动具体。本书的出版，不仅有望填补国内在光刻胶这一关键微纳制造领域专业教材的空白，更能为推动我国在高端集成电路、新型显示、生物医药等战略性新兴产业的技术进步贡献力量。
这本书的结构安排，展现出极强的体系性和逻辑性，它不像某些参考书那样将各个章节孤立存在，而是像一条精心编织的锁链，每一环都紧密地咬合着前后的内容。我发现，当你理解了第三章关于增益介质特性的建立，那么到第五章讨论受激发射阈值时，就无需花费额外的精力去重新消化基本概念，可以直接进入到参数的量化分析。这种层层递进的学习路径，极大地提升了学习效率，也避免了知识的碎片化。更值得称赞的是，作者在论述完一个核心原理后，往往会紧接着提供一个简短的、具有代表性的案例分析，这些小小的“实战演练”并非复杂的工程计算，而是对理论模型应用场景的精准描摹，使人能够立刻意识到这些抽象公式在真实世界中的价值和作用。