氮化鎵功率器件:材料、應用及可靠性 Power Gan Devices: Materials, Applications and Reliability
MatteoMeneghini 楊兵
- 出版商: 機械工業
- 出版日期: 2022-03-01
- 售價: $750
- 貴賓價: 9.5 折 $713
- 語言: 簡體中文
- 頁數: 332
- 裝訂: 平裝
- ISBN: 7111697553
- ISBN-13: 9787111697558
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材料科學 Meterials
- 此書翻譯自: Power Gan Devices: Materials, Applications and Reliability (Paperback)
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商品描述
本書重點討論了與氮化鎵(GaN)器件相關的內容,共分15章,每一章都圍繞不同的主題進行論述,
涵蓋GaN材料、與CMOS工藝兼容的GaN工藝、不同的GaN器件設計、
GaN器件的建模、GaN器件的可靠性表徵以及GaN器件的應用。
本書的特點是每一章都由全球不同的從事GaN研究機構的專家撰寫,引用了大量的代表新成果的文獻,
適合於從事GaN技術研究的科研人員、企業研發人員,以及工程師閱讀,
也可作為微電子及相關專業的高年級本科生、研究生和教師的參考用書。
目錄大綱
原書前言
第1章GaN的特性及優點1
1.1總體背景1
1.2GaN材料2
1.3極化效應5
1.4GaN基FET8
1.5天然超級結(NSJ)結構10
1.6導通電阻和擊穿電壓13
1.7低壓器件14
1.8高壓器件18
1.9GaN垂直功率器件的未來研究21
參考文獻22
第2章襯底和材料24
2.1襯底概述25
2.2金屬有機化學氣相沉積26
2.2.1半絕緣(S.I.)的(Al,Ga)N層的製造28
2.2.2n型和p型摻雜29
2.2.3AlGaN/GaN異質結構30
2.3陷阱和色散31
2.4橫向功率開關器件外延結構的製備31
2.4.1矽襯底上電流阻斷層的沉積32
2.4.2碳化矽襯底上電流阻斷層的沉積33
2.4.3藍寶石襯底上電流阻斷層的沉積33
2.4.4柵控層生長35
2.5垂直器件35
2.6展望39
2.6.1InAlN和AlInGaN墊座層39
2.6.2基於非c面GaN的器件40
參考文獻41
第3章Si上GaN CMOS兼容工藝47
3.1Si上GaN外延47
3.2Si上GaN無Au工藝49
3.3無Au歐姆接觸54
3.3.1AlGaN勢壘層凹槽55
3.3.2歐姆合金優化55
3.3.3Ti/Al比56
3.3.4歐姆金屬堆疊底部的Si層57
3.4Ga污染問題58
3.5結論61
參考文獻61
第4章橫向GaN器件的功率應用(從kHz到GHz)62
4.1簡介62
4.2AlGaN/GaN HEMT的歷史62
4.3色散的處理64
4.4用於毫米波的GaN66
4.5N極性GaN發展的歷史回顧69
4.6電力電子中GaN的應用77
4.7結論83
參考文獻83
第5章垂直GaN技術――材料、器件和應用91
5.1引言91
5.2器件拓撲93
5.2.1垂直器件與橫向器件的比較93
5.3CAVET的演變95
5.4CAVET設計97
5.4.1器件成功運行所需的關鍵部分的討論97
5.5CAVET的關鍵組成部分99
5.5.1電流阻斷層103
5.5.2性能和成本105
5.6體GaN襯底的作用106
5.7RF應用的CAVET107
5.8結論107
參考文獻108
第6章GaN基納米線晶體管110
6.1簡介110
6.1.1自下而上的納米線器件:GaN納米線場效應晶體管111
6.1.2自上而下的納米線器件113
6.2三柵GaN功率MISFET114
6.2.1三柵GaN功率晶體管的其他考慮116
6.3用於RF應用的納米線:增加gm的線性度120
6.4納米結構的GaN肖特基勢壘二極管122
6.4.1GaN SBD的納米結構陽極123
6.5結論126
參考文獻127
第7章深能級表徵:電學和光學方法130
7.1簡介130
7.2DLTS和DLOS基礎131
7.2.1C-DLTS132
7.2.2C-DLOS133
7.2.3C-DLTS和C-DLOS對HEMT的適用性134
7.2.4I-DLTS和I-DLOS135
7.3DLTS和DLOS在GaN HEMT中的應用137
7.3.1利用填充脈衝對陷阱進行空間定位137
7.3.2利用測量偏差對陷阱進行空間定位140
7.3.3測量空間局限性的陷阱的其他方法142
7.4結論143
參考文獻144
第8章GaN HEMT的建模:從器件級仿真到虛擬原型146
8.1簡介146
8.2器件級仿真148
8.2.1脈衝模式行為149
8.3非優化的緩衝技術150
8.4優化的緩衝層工藝154
8.4.1AC電容155
8.4.2關斷態擊穿157
8.5Spice模型開發和校準159
8.6應用板的特性和仿真161
8.6.1正常關斷pGaN晶體管163
8.6.2正常開啟HEMT:共源共柵設計165
8.7結論170
參考文獻171
第9章GaN基HEMT中限制性能的陷阱:從固有缺陷到常見雜質173
9.1表面相關的俘獲177
9.2Fe摻雜的影響179
9.2.1深能級E2的特性及Fe摻雜的影響180
9.2.2E2陷阱的起源182
9.2.3電應力對俘獲機制的影響183
9.3C摻雜的影響185
9.4金屬絕緣體半導體高電子遷移率晶體管(MIS-HEMT)的俘獲機制193
9.4.1正柵極偏壓引起的俘獲193
9.4.2快俘獲和慢俘獲機理分析195
9.4.3提高俘獲效應的材料和沉積技術196
參考文獻199
第10章矽上共源共柵GaNHEMT:結構、性能、製造和可靠性209
10.1共源共柵GaN HEMT的動機和結構209
10.2共源共柵GaN HEMT的功能和優點210
10.3共源共柵GaN HEMT的關鍵應用和性能優勢211
10.3.1無二極管半橋結構211
10.3.2柵極驅動的考慮212
10.4市場上的產品213
10.5應用和主要性能優勢214
10.5.1圖騰柱功率因數校正(PFC)電路214
10.5.2PV逆變器215
10.5.3帶GaN AC-DC PFC和全橋諧振開關LLC DC-DC變換器的一體式電源216
10.6共源共柵GaN HEMT的認證和可靠性217
10.6.1JEDEC認證218
10.6.2擴展的認證/可靠性測試218
10.6.3工作和本征壽命測試219
10.7卓越製造221
10.8單片上的E模式GaN222
10.9未來展望223
10.9.1下一代產品223
10.9.2知識產權考慮223
10.9.3小結223
參考文獻224
第11章柵注入晶體管:E模式工作和電導率調製225
11.1GIT的工作原理225
11.2GIT的DC和開關性能228
11.3關於GIT可靠性的最新研究231
11.4GIT在實際開關系統中的應用234
11.5面向未來電力電子的先進GIT技術237
11.6結論240
參考文獻240
第12章氟注入E模式晶體管242
12.1簡介:III-氮化物異質結構中的氟:Vth魯棒性控制242
12.2氟注入的物理機制243
12.2.1F等離子體離子注入的原子模型243
12.2.2AlGaN/GaN異質結構中F離子的穩定性245
12.2.3F離子周圍的電子結合能247
12.3F離子注入E模式GaNMIS―HEMT249
12.3.1GaN MIS―HEMT249
12.3.2帶有部分凹槽的F離子注入勢壘層的GaNMIS―HEMT252
12.3.3GaN智能功率芯片255
12.4結論259
參考文獻260
第13章GaN高壓功率晶體管的漂移效應262
13.1簡介262
13.2漂移效應及其物理機制262
13.2.1概述262
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