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碳化硅技術基本原理--生長表徵器件和應用/新型電力電子器件叢書

  • 作者：(日)木本恆暢//(美)詹姆士A.庫珀|譯者:夏經華//潘艷//楊霏//張安平//鄧小川等
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111586807
  • 出版日期：2018/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：500
人民幣：RMB 150 元      售價：元
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內容大鋼
    木本恆暢//詹姆士A.庫珀著的《碳化硅技術基本原理--生長表徵器件和應用》是一本有關碳化硅材料、器件工藝、器件和應用方面的書籍，其主題包括碳化硅的物理特性、晶體和外延生長、電學和光學性能的表徵、擴展缺陷和點缺陷，器件工藝、功率整流器和開關器件的設計理念，單/雙極型器件的物理和特徵、擊穿現象、高頻和高溫器件，以及碳化硅器件的系統應用，涵蓋了基本概念和最新發展現狀，並針對每個主題做深入的闡釋，包括基本的物理特性、最新的理解、尚未解決的問題和未來的挑戰。
    本書作者在碳化硅研發領域有著總共45年以上的經歷，是當今碳化硅研發和功率半導體領域中的領軍人物。通過兩位專家的執筆，全景般展示了碳化硅領域的知識和進展。目前，隨著碳化硅基功率器件進入實用化階段，本書的翻譯出版對於大量已經進入和正在進入該行業，急需了解掌握該行業的專業人士是一本難得的專業書籍。
    本書可以作為從事碳化硅電力電子材料、功率器件及其應用方面專業技術人員的參考書，也可以作為高等學校微電子學與固體物理學專業高年級本科生、研究生的教學用書或參考書。同時，本書對於在諸如電力供應、換流器一逆變器設計、電動汽車、高溫電子學、感測器和智能電網技術等方面的設計工程師、應用工程師和產品經理也是有益的。
作者介紹
(日)木本恆暢//(美)詹姆士A.庫珀|譯者:夏經華//潘艷//楊霏//張安平//鄧小川等
目錄
譯者序
原書前言
原書作者簡介
第1章  導論
  1.1 電子學的進展
  1.2 碳化硅的特性和簡史
    1.2.1 早期歷史
    1.2.2 SiC晶體生長的革新
    1.2.3 SiC功率器件的前景和展示
  1.3 本書提綱
  參考文獻
第2章  碳化硅的物理性質
  2.1 晶體結構
  2.2 電學和光學性質
    2.2.1 能帶結構
    2.2.2 光吸收係數和折射率
    2.2.3 雜質摻雜和載流子濃度
    2.2.4 遷移率
    2.2.5 漂移速率
    2.2.6 擊穿電場強度
  2.3 熱學和機械特性
    2.3.1 熱導率
    2.3.2 聲子
    2.3.3 硬度和機械性能
  2.4 總結
  參考文獻
第3章  碳化硅晶體生長
  3.1 升華法生長
    3.1.1 Si-C相圖
    3.1.2 升華（物理氣相輸運）法過程中的基本現象
    3.1.3 建模與模擬
  3.2 升華法生長中多型體控制
  3.3 升華法生長中缺陷的演化及減少
    3.3.1 堆垛層錯
    3.3.2 微管缺陷
    3.3.3 貫穿螺型位錯
    3.3.4 貫穿刃型位錯及基矢面位錯
    3.3.5 減少缺陷
  3.4 升華法生長中的摻雜控制
    3.4.1 雜質摻雜
    3.4.2 n型摻雜
    3.4.3 p型摻雜
    3.4.4 半絕緣型
  3.5 高溫化學氣相沉積
  3.6 溶液法生長
  3.7 化學氣相淀積法生長3C-SiC晶圓
  3.8 切片及拋光
  3.9 總結
  參考文獻
第4章  碳化硅外延生長

  4.1 SiC同質外延的基本原理
    4.1.1 SiC外延的多型體複製
    4.1.2 SiC同質外延的理論模型
    4.1.3 生長速率及建模
    4.1.4 表面形貌及台階動力學
    4.1.5 SiC外延的反應室設計
  4.2 SiC CVD生長中的摻雜控制
    4.2.1 背景摻雜
    4.2.2 n型摻雜
    4.2.3 p型摻雜
  4.3 SiC外延層中的缺陷
    4.3.1 擴展缺陷
    4.3.2 深能級缺陷
  4.4 SiC快速同質外延
  4.5 SiC在非標準平面上的同質外延
    4.5.1 SiC在近正軸{0001}面上的同質外延
    4.5.2 SiC在非基矢面上的同質外延
    4.5.3 SiC嵌入式同質外延
  4.6其他SiC同質外延技術
  4.7 3C-SiC異質外延
    4.7.1 3C-SiC在Si上的異質外延生長
    4.7.2 3C-SiC在六方SiC上的異質外延生長
  4.8 總結
  參考文獻
第5章  碳化硅的缺陷及表徵技術
  5.1 表徵技術
    5.1.1 光致發光
    5.1.2 拉曼散射
    5.1.3 霍爾效應及電容-電壓測試
    5.1.4 載流子壽命測量
    5.1.5 擴展缺陷的檢測
    5.1.6 點缺陷的檢測
  5.2 SiC的擴展缺陷
    5.2.1 SiC主要的擴展缺陷
    5.2.2 雙極退化
    5.2.3 擴展缺陷對SiC器件性能的影響
  5.3 SiC中的點缺陷
    5.3.1 SiC中的主要深能級缺陷
    5.3.2 載流子壽命「殺手」
  5.4 總結
  參考文獻
第6章  碳化硅器件工藝
  6.1 離子注入
    6.1.1 選擇性摻雜技術
    6.1.2 n型區的離子注入
    6.1.3 p型區的離子注入
    6.1.4 半絕緣區域的離子注入
    6.1.5 高溫退火和表面粗糙化
    6.1.6 離子注入及後續退火過程中的缺陷形成
  6.2 刻蝕

    6.2.1 反應性離子刻蝕
    6.2.2 高溫氣體刻蝕
    6.2.3 濕法腐蝕
  6.3 氧化及氧化硅/SiC界面特性
    6.3.1 氧化速率
    6.3.2 氧化硅的介電性能
    6.3.3 熱氧化氧化硅的結構和物理特性
    6.3.4 電學表徵技術及其局限性
    6.3.5 氧化硅/SiC界面特性及其改進方法
    6.3.6 不同晶面上的氧化硅/SiC界面特性
    6.3.7 遷移率限制因素
  6.4 金屬化
    6.4.1 n型和p型SiC的肖特基接觸
    6.4.2 n型和p型SiC的歐姆接觸
  6.5 總結
  參考文獻
第7章  單極型和雙極型功率二極體
  7.1 SiC功率開關器件簡介
    7.1.1 阻斷電壓
    7.1.2 單極型功率器件優值係數
    7.1.3 雙極型功率器件優值係數
  7.2 肖特基勢壘二極體（SBD）
  7.3 pn與pin結型二極體
    7.3.1 大注入與雙極擴散方程
    7.3.2 「i」區中的載流子濃度
    7.3.3 「i」區的電勢下降
    7.3.4 電流-電壓關係
  7.4 結勢壘肖特基（JBS）二極體與混合pin肖特基（MPS）二極體
  參考文獻
第8章  單極型功率開關器件
8.1 結型場效應晶體管（JFET）
    8.1.1 夾斷電壓
    8.1.2 電流一電壓關係
    8.1.3 飽和漏極電壓
    8.1.4 比通態電阻
    8.1.5 增強型和耗盡型工作模式
    8.1.6 功率JFET器件的實現
  8.2 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）
    8.2.1 MOS靜電學回顧
    8.2.2 分裂准費米能級的M0s靜電學
    8.2.3 MOSFET電流一電壓關係
    8.2.4 飽和漏極電壓
    8.2.5 比通態電阻
    8.2.6 功率MOSFET的實施：DMOSFET和UMOSFET
    8.2.7 DMOSFET的先進設計
    8.2.8 UMOS的先進設計
    8.2.9 閾值電壓控制
    8.2.10 反型層電子遷移率
    8.2.11 氧化層可靠性
    8.2.12 MOSFET瞬態響應

  參考文獻
第9章  雙極型功率開關器件
  9.1 雙極結型晶體管（BJT）
    9.1.1 內部電流
    9.1.2 增益參數
    9.1.3 端電流
    9.1.4 電流-電壓關係
    9.1.5 集電區中的大電流效應：飽和和准飽和
    9.1.6 基區中的大電流效應：Rittner效應
    9.1.7 集電區的大電流效應：二次擊穿和基區擴散效應
    9.1.8 共發射極電流增益：溫度特性
    9.1.9 共發射極電流增益：複合效應
    9.1.10 阻斷電壓
  9.2 絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）
    9.2.1 電流-電壓關係
    9.2.2 阻斷電壓
    9.2.3 開關特性
    9.2.4 器件參數的溫度特性
  9.3 晶閘管
    9.3.1 正嚮導通模式
    9.3.2 正向阻斷模式和觸發
    9.3.3 開通過程
    9.3.4 dV/dt觸發
    9.3.5 dI/dt的限制
    9.3.6 關斷過程
    9.3.7 反向阻斷模式
  參考文獻
第10章  功率器件的優化和比較
  10.1 SiC功率器件的阻斷電壓和邊緣終端
    10.1.1 碰撞電離和雪崩擊穿
    10.1.2 二維電場集中和結的曲率
    10.1.3 溝槽邊緣終端
    10.1.4 斜面邊緣終端
    10.1.5 結終端擴展（JTE）
    10.1.6 浮空場環（FFR）終端
    10.1.7 多浮空區（MFZ）JTE和空間調製（SM）JTE
  10.2 單極型器件漂移區的優化設計
    10.2.1 垂直漂移區
    10.2.2 橫向漂移區
  10.3 器件性能比較
  參考文獻
第11章  碳化硅器件在電力系統中的應用
  11.1 電力電子系統的介紹
  11.2 基本的功率變換電路
    11.2.1 工頻相控整流器和逆變器
    11.2.2 開關模式直流-直流變換器
    11.2.3 開關模式逆變器
  11.3 電動機驅動的電力電子學
    11.3.1 電動機和電動機驅動的簡介
    11.3.2 直流電動機驅動

    11.3.3 感應電動機驅動
    11.3.4 同步電動機驅動
    11.3.5 混合動力和純電動汽車的電動機驅動
  11.4 電力電子學與可再生能源
    11.4.1 光伏電源逆變器
    11.4.2 風力機電源的變換器
  11.5 開關模式電源的電力電子學
  11.6 碳化硅和硅功率器件的性能比較
  參考文獻
第12章  專用碳化硅器件及應用
  12.1 微波器件
    12.1.1 金屬-半導體場效應晶體管（MESFET）
    12.1.2 靜態感應晶體管（SIT）
    12.1.3 碰撞電離雪崩渡越時間（IMPATT）二極體
  12.2 高溫集成電路
  12.3 感測器
    12.3.1 微機電感測器
    12.3.2 氣體探測器
    12.3.3 光探測器
  參考文獻
附錄
  附錄A 4H-SiC中的不完全雜質電離
  參考文獻
  附錄B 雙曲函數的性質
  附錄C 常見SiC多型體主要物理性質
    c.1 性質
    c.2 主要物理性質的溫度和/或摻雜特性
  參考文獻

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