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氮化鎵電子器件熱管理/先進半導體產業關鍵技術叢書

  • 作者：編者:(美)馬爾科·J.塔德爾//特拉維斯·J.安德森|責編:任鑫|譯者:來萍//陳義強//王宏躍//何小琦//賀致遠等
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111764557
  • 出版日期：2025/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：415
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書概述了業界前沿研究者所採取的技術方法，以及他們所面臨的挑戰和在該領域所取得的進展。具體內容包括寬禁帶半導體器件中的熱問題、氮化鎵（GaN）及相關材料的第一性原理熱輸運建模、多晶金剛石從介觀尺度到納米尺度的熱輸運、固體界面熱輸運基本理論、氮化鎵界面熱導上限的預測和測量、AlGaN／GaNHEMT器件物理與電熱建模、氮化鎵器件中熱特性建模、AlGaN／GaNHEMT器件級建模模擬、基於電學法的熱表徵技術——柵電阻測溫法、超晶格梯形場效應晶體管的熱特性、用於氮化鎵器件高解析度熱成像的瞬態熱反射率法、熱匹配QST襯底技術、用於電子器件散熱的低應力納米金剛石薄膜、金剛石基氮化鎵材料及器件技術綜述、金剛石與氮化鎵的三維集成、基於室溫鍵合形成的高導熱半導體界面、AlGaN／GaN器件在金剛石襯底上直接低溫鍵合技術、氮化鎵電子器件的微流體冷卻技術、氮化鎵熱管理技術在Ga2O3整流器和MOSFET中的應用。
    本書可作為氮化鎵半導體器件研究人員、開發人員和工程技術人員的參考用書，也可以作為高等院校相關專業高年級本科生和研究生的參考用書。
作者介紹
編者:(美)馬爾科·J.塔德爾//特拉維斯·J.安德森|責編:任鑫|譯者:來萍//陳義強//王宏躍//何小琦//賀致遠等
目錄
譯者序
原書序
原書前言
第1章  寬禁帶半導體器件中的熱問題
  1.1  器件工作狀態下的熱產生
    1.1.1  功率器件的工作狀態
    1.1.2  射頻器件的工作狀態
  1.2  熱對器件特性和工作狀態的影響
    1.2.1  最大工作電流密度
    1.2.2  器件特性：載流子遷移率及電流崩塌效應
    1.2.3  可靠性及魯棒性
    1.2.4  最高工作溫度和結溫
  1.3  寬禁帶半導體器件熱管理問題
    1.3.1  高導熱材料的集成
    1.3.2  器件設計
    1.3.3  封裝級熱管理
  1.4  小結
  致謝
  參考文獻
第2章  氮化鎵（GaN）及相關材料的第一性原理熱輸運建模
  2.1  引言
  2.2  建模機制
    2.2.1  結構
    2.2.2  聲子
    2.2.3  非諧相互作用
    2.2.4  晶格熱導率
    2.2.5  非本征聲子散射
    2.2.6  相關聲子性質
  2.3  氮化鎵及其相關材料的應用
    2.3.1  氮化鎵
    2.3.2  其他Ⅲ族氮化物和非氮化物纖鋅礦結構
  2.4  小結
  致謝
  參考文獻
第3章  多晶金剛石從介觀尺度到納米尺度的熱輸運
  3.1  引言
  3.2  介觀尺度的熱傳導：集合平均性質
    3.2.1  幾何模型：晶粒結構對熱導率的影響
    3.2.2  實驗表徵各向異性和與z相關的熱輸運
    3.2.3  關於DARPA金剛石循環計劃的簡要說明
  3.3  納米尺度下的聲子傳輸：晶界附近的熱導率抑制效應
    3.3.1  聲子晶界散射的微觀圖像
    3.3.2  晶界附近的空間分辨熱導率測量
    3.3.3  聲子的漫散射導致熱導率的非局部降低
  3.4  結論與展望
  致謝
  參考文獻
第4章  固體界面熱輸運基本理論
  4.1  引言
  4.2  諧波匹配界面間的熱輸運

  4.3  TBC的非彈性貢獻
  4.4  界面鍵合對TBC的影響
  4.5  TBC建模方法的比較
  致謝
  參考文獻
第5章  氮化鎵界面熱導上限的預測和測量
  5.1  引言
  5.2  GaN界面熱導理論上限
  5.3  實驗測量ZnO/GaN高界面熱導
  5.4  穩態熱反射（SSTR）作為一種新型薄膜和界面的熱導率測量技術：以GaN為例
  致謝
  參考文獻
第6章  AlGaN/GaN HEMT器件物理與電熱建模
  6.1  引言
  6.2  AlGaN/GaN HEMT
    6.2.12  DEG的形成
    6.2.2  AlGaN/GaN HEMT的自熱效應
    6.2.3  HEMT建模方案
    6.2.4  全耦合三維電熱建模方案綜述
  6.32  D TCAD模型
    6.3.1  HEMT器件物理
    6.3.2  Sentaurus技術電腦輔助設計
    6.3.3  校準程序
  6.4  三維有限元熱學模型
    6.4.1  器件描述
    6.4.2  模型描述
    6.4.3  電熱耦合
    6.4.4  模型驗證
  6.5  小結
  附錄
  參考文獻
第7章  氮化鎵器件中熱特性建模
  7.1  引言
  7.2  線性熱電彈性理論
  7.3  Ⅲ族氮化物高電子遷移率晶體管的二維熱模擬
  7.4  GaN HEMT的二維與三維熱模擬對比
  7.5  使用CVD金剛石改善散熱
  7.6  GaN HEMT的電熱力學模擬
  7.7  小結
  致謝
  參考文獻
第8章  AlGaN/GaN HEMT器件級建模模擬
  8.1  引言
  8.2  第一部分：新的或需強調的物理特性
  8.3  第二部分：老化建模
  8.4  第三部分：其他重要注意事項
    8.4.1  維度和對稱性
    8.4.2  偏壓依賴性
    8.4.3  正確求解問題
  8.5  第四部分：其他模擬提示與技巧

    8.5.1  合理的網格劃分
    8.5.2  收斂性
  8.6  小結
  參考文獻
第9章  基於電學法的熱表徵技術——柵電阻測溫法
  9.1  引言
  9.2  穩態分析
    9.2.1  電流驅動
    9.2.2  電壓驅動
    9.2.3  電阻溫度係數
    9.2.4  確定熱阻
  9.3  瞬態分析
    9.3.1  時域特性
    9.3.2  靈敏度分析
    9.3.3  頻域
  9.4  射頻工作條件
  9.5  小結
  參考文獻
第10章  超晶格梯形場效應晶體管的熱特性
  10.1  超晶格梯形場效應晶體管
  10.2  SLCFET 中的熱輸運
    10.2.1  SLCFET 上的柵極電阻熱成像
    10.2.2  SLCFET上的拉曼熱成像
  10.3  降低SLCFET的峰值溫度
  10.4  小結
  參考文獻
第11章  用於氮化鎵器件高解析度熱成像的瞬態熱反射率法
  11.1  引言
  11.2  方法與背後的物理學
    11.2.1  溫度和熱
    11.2.2  反射率熱成像
  11.3  結果
    11.3.1  同步穩態採集
    11.3.2  同步瞬態採集
    11.3.3  非同步瞬態採集
    11.3.4  熱反射響應的非線性
  11.4  小結
  致謝
  參考文獻
第12章  熱匹配QST襯底技術
  12.1  引言
  12.2  QST結構
  12.3  QST熱導率和QST堆的熱阻
  12.4  QST上的GaN外延
  12.5  功率器件
    12.5.1  QST上的橫向功率器件
    12.5.2  QST上的垂直功率器件
  12.6  射頻器件
  致謝
  參考文獻

第13章  用於電子器件散熱的低應力納米金剛石薄膜
  13.1  引言
  13.2  納米金剛石化學氣相沉積
    13.2.1  襯底表面預處理
    13.2.2  爆轟納米金剛石引晶工藝
    13.2.3  納米金剛石化學氣相沉積
  13.3  納米金剛石薄膜的應力優化
  13.4  小結
  致謝
  參考文獻
第14章  金剛石基氮化鎵材料及器件技術綜述
  14.1  引言
  14.2  為什麼選擇金剛石基氮化鎵
  14.3  製備金剛石基GaN的方法
    14.3.1  金剛石基GaN的所有製備方法
    14.3.2  金剛石基GaN單晶的直接生長
    14.3.3  GaN與金剛石鍵合
    14.3.4  在GaN背面直接合成金剛石：直接金剛石合成（DDF）技術
    14.3.5  在GaN正面直接合成金剛石
  14.4  可製造性
  14.5  熱特性和應力特性
  14.6  電氣和機械特性
  14.7  小結
  參考文獻
第15章  金剛石與氮化鎵的三維集成
  15.1  引言
  15.2  AlGaN HEMT器件的自熱效應及其熱限制
  15.3  在多晶CVD金剛石上生長Ⅲ族氮化物的挑戰
  15.4  在GaN上直接生長金剛石面臨的挑戰
  15.5  GaN-金剛石直接集成
    15.5.1  金剛石的選擇性沉積
    15.5.2  GaN橫向外延生長（ELO）
    15.5.3  金剛石條紋上GaN的ELO
  15.6  小結
  致謝
  參考文獻
第16章  基於室溫鍵合形成的高導熱半導體界面
  16.1  引言
  16.2  熱測試技術
  16.3  GaN塊體材料和薄膜的熱導率
  16.4  GaN-SiC和GaN-金剛石界面TBC的綜述
  16.5  表面活化鍵合技術
  16.6  鍵合界面處的熱導
  致謝
  參考文獻
第17章  AlGaN/GaN器件在金剛石襯底上直接低溫鍵合技術
  17.1  引言
  17.2  GaN在金剛石襯底表面的製備技術
  17.3  基於水解輔助固化的低溫鍵合技術
  17.4  鍵合層的熱阻

  17.5  金剛石襯底器件的3GHz射頻性能
  17.6  小結
  參考文獻
第18章  氮化鎵電子器件的微流體冷卻技術
  18.1  引言
  18.2  微流體冷卻基本原理
    18.2.1  對流傳熱：微流體冷卻案例
    18.2.2  流量、壓降和熱容量：優化冷卻效率
    18.2.3  傳導和熱擴散阻力：高導熱材料在微流體冷卻中的影響
    18.2.4  微流體熱沉熱阻
  18.3  微流體冷卻中的集成水平
    18.3.1  間接微流體冷卻
    18.3.2  直接微流體冷卻
    18.3.3  微流體冷卻與電子學的協同設計
    18.3.4  不同方法的概述和總結
  18.4  小結
  參考文獻
第19章  氮化鎵熱管理技術在Ga2O3整流器和MOSFET中的應用
  19.1  引言
  19.2  Ga2O3的熱研究現狀綜述
  19.3  垂直幾何整流器
    19.3.1  實驗研究
    19.3.2  模擬研究
    19.3.3  高功率下的退化
  19.4  MOSFET的熱管理方法
  19.5  Ga2O3器件冷卻的未來前景
  致謝
  參考文獻

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