氮化鎵半導體材料及器件

張進成 許晟瑞 張雅超 陶鴻昌 張濤

氮化鎵半導體材料及器件

商品描述

以GaN為襯底材料的Ⅲ-Ⅴ族氮化物（包括AlN、GaN、InN及相關合金）是極為重要的寬禁帶半導體材料，這類氮化物材料和器件的發展十分迅速。本書通過理論介紹與具體實驗範例相結合的方式對氮化物半導體材料及器件進行介紹，並系統地講解了目前廣泛應用的氮化物光電器件與氮化物電力電子器件，使讀者能夠充分瞭解二者之間內在的聯系與區別。全書共8章，包括緒論、氮化物材料基本特性及外延生長技術、新型氮化物異質結的設計及制備、氮化物材料的測試表徵技術、氮化物藍光LED材料與器件、氮化物紫外和深紫外LED材料與器件、氮化鎵基二極管、氮化鎵基三極管。 本書可作為微電子器件領域本科生和研究生的入門參考資料，也可供相關領域的科研和研發人員參考。

目錄大綱

第1章 緒論
1.1 氮化物材料及器件背景
1.2 GaN的研究進展
參考文獻
第2章 氮化物材料基本特性及外延生長技術
2.1 氮化物材料的結構
2.1.1 氮化物材料及其異質結
2.1.2 氮化物材料晶體結構
2.1.3 氮化物材料能帶結構
2.2 氮化鎵材料的制備
2.2.1 氮化鎵材料的制備方法
2.2.2 MOCVD系統
2.2.3 MOCVD生長氮化鎵薄膜的基本原理
2.2.4 MOCVD氮化物外延常用襯底
2.3 高質量GaN緩沖層外延生長技術
2.3.1 AlN成核層生長技術
2.3.2 階變Ⅴ／Ⅲ比技術
2.3.3 雜質擴散抑制技術
2.4 高性能AlGaN／GaN異質結外延
2.4.1 超薄AlN界面插入層技術
2.4.2 原位生長AlN介質鈍化層技術
參考文獻
第3章 新型氮化物異質結的設計及制備
3.1 AlGaN/GaN背勢壘異質結
3.1.1 雙異質結的優勢及國際研究進展
3.1.2 高性能雙異質結的生長方法
3.2 GaN雙溝道及多溝道異質結
3.2.1 雙溝道異質結的特性分析
3.2.2 多溝道異質結的特性分析
3.3 AIGaN和InGaN溝道異質結
3.3.1 AIGaN溝道異質結
3.3.2 InGaN溝道異質結
3.4 強極化異質結
3.4.1 高Al組分AlGaN/GaN異質結
3.4.2 四元合金InAlGaN勢壘層
3.5 熱增強的超薄GaN溝道異質結
3.5.1 基於A1N緩沖層制備異質結的優勢
3.5.2 基於AlN緩沖層的GaN成膜模型
3.5.3 熱增強AlN緩沖層異質結的特性
參考文獻
第4章 氮化物材料的測試表徵技術
4.1 霍爾效應測試
4.1.1 霍爾效應和霍爾系數
4.1.2 半導體電阻率的測試方法
4.1.3 霍爾效應測試的副效應
4.2 拉曼散射測試
4.2.1 拉曼散射的基礎理論
4.2.2 纖鋅礦結構GaN的拉曼散射
4.2.3 纖鋅礦結構GaN的LOPP耦合模
4.2.4 拉曼散射的選擇定則
4.2.5 拉曼散射在纖鋅礦GaN薄膜中的應用舉例
4.3 高分辨率X射線衍射技術
4.3.1 XRD基本原理
4.3.2 XRD設備組成
4.3.3 XRD應用舉例
4.4 透射電子顯微鏡技術
4.4.1 透射電子顯微鏡的基本原理
4.4.2 高分辨電子顯微像
4.4.3 球差校正高分辨透射電子顯微像
4.4.4 衍射襯度像
4.5 原子力顯微鏡技術
4.5.1 AFM的基本工作原理
4.5.2 AFM的組成與工作模式介紹
4.5.3 AFM的導電模式
4.6 光致發光測試
4.7 陰極發光測試
4.8 腐蝕法表徵技術
4.8.1 腐蝕法表徵GaN位錯的原理和主要結論
4.8.2 腐蝕結果舉例
參考文獻
第5章 氮化物藍光LED材料與器件
5.1 高質量材料外延技術
5.1.1 兩步法
5.1.2 圖形襯底技術
5.1.3 磁控濺射AlN技術
5.1.4 斜切襯底技術
5.1.5 橫向外延過生長技術
5.2 藍光LED的P型摻雜的研究進展
5.3 LED的關鍵指標參數
5.4 藍光LED的能帶設計
5.4.1 多量子阱結構
5.4.2 電流擴展
5.4.3 電子阻擋層
參考文獻
第6章 氮化物紫外和深紫外LED材料與器件
6.1 紫外LED的應用及發展
6.1.1 紫外LED及其應用
6.1.2 紫外LED的研究進展
6.1.3 紫外LED效率提升的關鍵因素
6.2 高質量Al(Ga)N材料生長技術
6.2.1 PVT法生長AlN單晶
6.2.2 MOCVD異質外延A1GaN材料
6.3 高註入效率UV LED的結構設計
6.3.1 P型電子阻擋層的結構設計
6.3.2 有源區QB／Qw能帶結構設計
6.4 UV LED的光提取
6.4.1 UV LED的光極化
6.4.2 UV LED的光提取效率改善技術
參考文獻
第7章 氮化鎵基二極管
7.1 臺面結構GaN SBD器件的制備
7.1.1 臺面刻蝕
7.1.2 歐姆接觸金屬沈積
7.1.3 陽極金屬沈積
7.2 臺面結構GaN SBD器件的載流子輸運機制
7.2.1 小偏壓下器件正向導通機制
7.2.2 大偏壓下器件正向導通機制
7.2.3 器件反向漏電機制
7.3 臺面結構GaN SBD器件的可靠性分析
7.3.1 勢壘高度不均勻性分析
7.3.2 電流崩塌效應
7.3.3 正向高壓應力退化機制
7.3.4 正向高壓應力失效機制
7.4 橫向結構AlGaN／GaN SBD器件的可靠性分析
7.4.1 金屬／GaN非極性面第一性原理計算
7.4.2 金屬功函數對GaN非極性面勢壘高度的影響
7.4.3 橫向結構A1GaN／GaN SBD器件的制備
7.4.4 陽極金屬功函數對器件特性的影響
7.5 橫向結構AlGaN／GaN SBD器件的載流子輸運機制
7.5.1 橫向結構AlGaN／GaN SBD器件的變溫特性分析
7.5.2 橫向結構AlGaN／GaN SBD器件的漏電機制
7.5.3 橫向結構Al(3aN／GaN SBD器件的擊穿機制
7.6 低陷阱態器件制備技術
7.6.1 低界面態密度GaN錶面鈍化技術
7.6.2 光輔助C-V法表徵Al203／GaN界面態密度
7.6.3 電導法表徵Al203／GaN界面態密度
參考文獻
第8章 氮化鎵

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