


本书整合了氮化镓领域的前沿研究成果与核心技术突破,既注重基础理论的系统性阐释,又强调学术前沿的前瞻性,同时穿插文献引用与数据对比。书中内容为氮化镓技术从性能突破向机理创新演进提供了全面支撑,助力推动其在光电子、电力电子、射频通信等领域的产业化应用。全书以“材料生长器件制备性能分析”为主线,构建了层层递进的学术逻辑体系。全书内容涵盖氮化镓单晶材料生长及外延,氮化镓二极管器件制备及特性,氮化镓三极管器件,氮化镓异质结探测器,氮化镓金刚石集成方法及特性,总结与展望。
本书适合氮化镓材料与器件研发人员、宽禁带半导体从业人员,以及微电子、半导体等相关专业的师生阅读参考。
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序
前言
第1章 氮化镓单晶材料生长及外延
1.1 氮化镓材料概论
1.1.1 晶体结构与基本性质
1.1.2 材料优势与应用领域
1.1.3 发展挑战与核心瓶颈
1.2 氮化镓单晶生长工艺
1.2.1 气相法:高生长速率的体单晶制备技术
1.2.2 熔体法:高质量单晶的高温高压技术
1.2.3 金属有机化合物气相沉积法:薄膜外延的核心技术
1.2.4 一维氮化镓材料制备方法
1.2.5 小结
1.3 氮化镓同质外延技术:原理、挑战与应用
1.3.1 概述
1.3.2 同质氮化镓外延技术原理
1.3.3 同质氮化镓外延技术的挑战
1.3.4 同质氮化镓外延技术方法
1.3.5 同质氮化镓外延技术的应用领域
1.3.6 小结和展望
1.4 氮化镓掺杂方法
1.4.1 概述
1.4.2 非故意掺杂
1.4.3 氮化镓材料的n型与p型掺杂
1.4.4 半绝缘掺杂
1.4.5 掺杂对氮化镓非电学性能的影响
参考文献
第2章 氮化镓二极管器件制备及特性
2.1 垂直氮化镓肖特基二极管
2.1.1 金属-半导体接触理论
2.1.2 肖特基二极管基本理论
2.1.3 电场集中效应与边缘终端
2.1.4 垂直氮化镓肖特基二极管的制备流程
2.1.5 垂直氮化镓肖特基二极管的应用
2.1.6 垂直氮化镓肖特基二极管未来展望
2.2 垂直氮化镓PN二极管
2.2.1 氮化镓PN二极管材料特性
2.2.2 边缘终端技术
2.2.3 垂直氮化镓PN二极管的制备流程
2.2.4 垂直氮化镓PN二极管的应用
2.3 氮化镓异质结功率二极管
2.3.1 氧化镍与氮化镓器件
2.3.2 氧化镍/氮化镓异质结的研究现状
2.3.3 氧化亚铜/氮化镓异质结的研究现状
2.3.4 氧化锡/氮化镓异质结的研究现状
2.4 垂直氮化镓结势垒肖特基二极管
2.4.1 垂直结势垒肖特基二极管基本理论
2.4.2 结势垒肖特基二极管主要参数
2.4.3 氮化镓结势垒肖特基二极管
2.4.4 垂直氮化镓结势垒肖特基二极管
参考文献
第3章 氮化镓三极管器件
3.1 平面型GaN HEMT功率器件
3.1.1 AlGaN/GaN极化效应与界面二维电子气的产生
3.1.2 耗尽型GaN HEMT工作原理
3.1.3 功率GaN HEMT的增强型技术
3.1.4 功率GaN HEMT的高耐压技术
3.1.5 功率GaN HEMT面临的可靠性问题
3.1.6 单片集成的功率GaN HEMT双向开关
3.1.7 基于GaN单晶衬底的GaN-on-GaN HEMT
3.2 垂直GaN三极管
3.2.1 沟槽型GaN MOSFET
3.2.2 垂直GaN FinFET
3.2.3 垂直GaN JFET
3.2.4 垂直GaN CAVET
3.2.5 氮化镓刻蚀技术
3.2.6 小结和展望
参考文献
第4章 氮化镓异质结探测器
4.1 概述
4.2 氮化镓异质结种类与制备方法
4.2.1 传统氮化物基三维异质结
4.2.2 二维/三维异质结
4.2.3 异质结制备的核心技术
4.2.4 界面质量控制与缺陷抑制方法
4.3 氮化镓异质结光学与电学性能
4.3.1 光学性能表征
4.3.2 电学性能分析
4.3.3 光电耦合效应与能带调控
4.4 氮化镓异质结成像与通信应用
4.4.1 高灵敏度成像器件
4.4.2 高速光通信模块设计
4.4.3 多场景应用案例
4.5 本章总结与未来展望
参考文献
第5章 氮化镓-金刚石集成方法及特性
5.1 氮化镓基功率器件的自热效应
5.1.1 自热效应的产生机制
5.1.2 自热效应对器件性能的影响
5.1.3 传统散热方案的局限性
5.1.4 自热效应在未来先进技术设计中的重要性
5.2 氮化镓基异质集成的界面热阻
5.2.1 界面热阻的物理模型
5.2.2 电子-声子耦合理论的影响
5.2.3 非晶层的抑制策略
5.2.4 实验测量技术
5.3 氮化镓-金刚石热管理技术
5.3.1 单晶金刚石散热技术
5.3.2 多晶金刚石散热技术
5.3.3 嵌入式金刚石散热柱技术
5.3.4 金刚石钝化层技术
5.3.5 氮化镓-金刚石热管理技术面临的共性问题
5.4 氮化镓-金刚石异质集成技术
5.4.1 氮化镓-金刚石键合技术
5.4.2 氮化镓-金刚石外延生长技术
5.5 未来前景与挑战
5.5.1 超宽禁带半导体器件的扩展应用
5.5.2 规模化生产的成本与工艺挑战
5.5.3 新型界面工程与材料创新
参考文献
第6章 总结与展望
6.1 氮化镓晶体生长技术
6.1.1 大尺寸晶圆制备的突破
6.1.2 晶体生长工艺的创新
6.1.3 材料质量与性能的提升
6.1.4 应用前景与未来发展方向
6.2 氮化镓器件
6.2.1 功能集成
6.2.2 设计革新
6.2.3 工艺创新
6.2.4 异质集成
6.2.5 应用拓展
6.3 氮化镓技术
6.3.1 氮化镓技术的发展趋势
6.3.2 氮化镓技术的当前进展
6.3.3 氮化镓技术的未来发展方向
参考文献
后折页
封底
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