Handbook of Nitride Semiconductors and Devices, GaN-based Optical and Electronic Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Morkoç, Hadis

出品人:

页数:902

译者:

出版时间:2008-12

价格:3088.00 元

装帧:

isbn号码:9783527408399

丛书系列:

图书标签:

• 氮化镓
• 半导体
• 器件
• 光电器件
• 电子器件
• GaN
• 材料科学
• 物理学
• 工程学
• 半导体物理

好的，这是一本关于先进半导体材料与器件的深度专著的简介，着重于硅基、碳化硅以及磷化物等前沿领域的研究进展与应用。 --- 尖端半导体材料与器件：突破性的进展与前沿应用 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨当前半导体技术领域中最具创新性和挑战性的前沿方向，特别是那些致力于超越传统硅基极限的新型材料体系及其衍生器件的应用。本书聚焦于下一代电力电子、高频通信以及光电器件的基石技术，内容涵盖了从材料的本征物理特性到复杂的器件结构设计、制造工艺优化以及实际系统集成等多个层面。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与工程实践的前瞻性，力求成为材料科学家、器件工程师以及相关领域研究人员的权威参考。 第一部分：超宽禁带半导体（UWBG）的深度探究 本部分详尽阐述了碳化硅（SiC）和氧化镓（Ga₂O₃）等超宽禁带半导体材料的独特物理优势及其在电力电子领域的巨大潜力。 第1章：碳化硅（SiC）的晶体生长与缺陷控制 本章深入讨论了4H-SiC晶体的宏观与微观生长过程，重点分析了衬底的质量控制，包括对微管、堆垛层错以及表面形貌的精确调控技术。针对高温、高压工作环境对器件可靠性的影响，我们详细剖析了掺杂浓度梯度对手坯（Buffer Layer）质量的关键作用。同时，章节也涵盖了 SiC MOSFETs 中沟道迁移率限制因素的物理机制，以及如何通过表面钝化和沟道工程技术来提升器件的长期稳定性。 第2章：氧化镓（Ga₂O₃）的材料特性与外延技术 氧化镓作为新兴UWBG材料，其极高的击穿电场强度和易于通过熔体法生长的特性，使其成为高功率器件的有力竞争者。本章细致考察了 β-Ga₂O₃ 的晶体结构、能带结构（特别是其直接带隙特性），以及p型掺杂的挑战。我们着重介绍了 MOCVD 和 HVPE 等外延生长技术在制备高质量、低缺陷的单晶薄膜中的应用，并探讨了肖特基势垒的形成机制及其在功率二极管设计中的影响。 第3章：UWBG器件的可靠性与封装挑战 针对SiC和Ga₂O₃器件在极端条件下的工作特性，本章系统地评估了热管理、机械应力以及辐射效应的影响。详细讨论了先进的封装技术，如烧结银键合（Sintered Silver Bonding）和碳化硅基板的键合技术，如何解决高功耗密度下的热阻瓶颈，确保器件在电动汽车逆变器和高压直流输电系统中的长期可靠运行。 第二部分：磷化物与新型光电子学 本部分将视野扩展到基于III-V族磷化物的先进光电子器件，重点关注高效率光发射与高速调制技术。 第4章：InP基异质结构与量子阱激光器 本章聚焦于磷化铟（InP）及其相关合金（如 InGaAsP）在光通信波段（1.3 µm 和 1.55 µm）的应用。详细分析了量子阱（Quantum Well）结构对激光器阈值电流和温度稳定性的影响。重点讨论了分布式反馈（DFB）激光器的设计原理，特别是光栅的耦合系数优化，以及如何利用双通道结构（Double Channel Structure）来提高器件的边模抑制比（SMSR）。 第5章：高速调制器与光电集成 本章探讨了光电调制技术在高速数据传输中的核心地位。深入介绍了马赫-曾德尔调制器（Macher-Zehnder Modulator, MZM）的电光效应机理，以及如何通过优化半导体波导的结构设计来减小插入损耗和提高调制带宽。此外，章节还涵盖了InP平台上的光电集成电路（PICs）的设计理念，包括如何将激光器、调制器和光放大器集成在单芯片上，以降低封装成本和提高系统性能。 第6章：高效率光电探测器 本章面向高灵敏度光探测应用，详细介绍了雪崩光电二极管（APD）和PIN光电二极管的工作原理。特别强调了为实现高增益和低噪声性能而进行的器件设计优化，例如优化乘法区的结构以抑制“再生沟道效应”（Regenerative Channel Effect）。同时，也对基于量子点和量子阱的红外探测器进行了前瞻性讨论。 第三部分：先进工艺与未来展望 本部分关注支撑上述前沿器件实现的关键制造技术和材料科学的新趋势。 第7章：原子层沉积（ALD）与表面工程 ALD技术因其优异的保形性和厚度控制能力，已成为制备超薄高K介质和复杂堆叠结构的关键技术。本章系统阐述了ALD在宽禁带半导体表面钝化中的应用，特别是对 GaN 体系中界面陷阱密度的降低作用。讨论了 ALD 前驱体的化学选择性，以及如何通过优化生长温度和等离子体源来控制薄膜的晶态和电学特性。 第8章：三维（3D）异质集成与芯片堆叠 随着摩尔定律的放缓，垂直集成（3D IC）已成为提升系统性能的重要途径。本章探讨了高精度晶圆键合（Wafer Bonding）技术，包括直接键合和铜-铜混合键合在异质材料系统（如 Si/SiC 异质结）中的应用。详细分析了TSV（Through-Silicon Via）的制造流程、电阻/电容寄生效应的评估，以及在功率模块中实现高效热和电互连的策略。 第9章：AI驱动的材料发现与器件优化 本章探讨了计算科学在半导体研发中的新兴作用。涵盖了密度泛函理论（DFT）在预测新型合金相稳定性和缺陷激活能的应用，以及机器学习（ML）模型如何用于加速材料筛选过程、优化离子注入剂量以及预测复杂器件的寿命周期。介绍了利用高通量计算来指导实验设计和工艺窗口设定的前沿方法。 --- 本书内容丰富，覆盖了从基础物理到尖端工程应用的广阔领域，是致力于推动下一代半导体技术发展的人士不可或缺的参考书。

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