垂直型GaN和SiC功率器件

譯者的話
原書前言
第１章　垂直型與橫向功率半導體器件 .１
１.１　引言 １
１.２　典型功率半導體器件特性 .３
１.３　垂直型與橫向單極功率半導體器件 .４
１.３.１　垂直型和橫向單極功率開關(guān)器件 ５
１.３.２　垂直型和橫向單極功率二極管 .８
１.４　總結(jié) .１０
參考文獻 １１

第２章　GaN和SiC的物理性質(zhì) .１３
２.１　引言 .１３
２.２　晶體結(jié)構(gòu) .１４
２.２.１?。粒欤魏虶aN的晶體結(jié)構(gòu) .１４
２.２.２　SiC的晶體結(jié)構(gòu) .１７
２.２.３　晶體缺陷 １８
２.３　能帶 .２０
２.４　雜質(zhì)摻雜 .２２
２.４.１?。钚蛽诫s ２３
２.４.２?。鹦蛽诫s ２４
２.５　載流子遷移率 .２５
２.６　碰撞電離 .２６
２.７　品質(zhì)因數(shù) .２７
２.８　總結(jié) .２９ .
參考文獻 ２９

第３章?。穑罱Y(jié) ３４
３.１　引言 .３４
３.２　擴散 .３４
３.３　連續(xù)性方程 ３５
３.４　載流子復合壽命 ３６
３.４.１　帶間復合壽命 ３６
３.４.２　間接復合壽命 ３８
３.４.３　俄歇復合壽命 ３９
３.４.４　載流子復合壽命的整體表達式 .３９
３.５　一維ｐ＋ｎ突變結(jié)的耗盡區(qū)寬度 ４１
３.６　一維正向電流 ./電壓特性 .４３
３.６.１　小注入條件 .４３
３.６.２　大注入條件 .４５
３.６.３　測量電流 ./電壓特性的示例 ４６
３.７　多維正向電流 ./電壓特性 .４７
３.７.１　表面復合對ｐ＋ｎ二極管外部電流的影響 .４７
３.７.２　電場強度對非自對準臺面型ｐ＋ｎ二極管的影響 ４９
３.８　結(jié)擊穿 ５２
３.９　總結(jié) .５２
參考文獻 ５２

第４章　光子回收效應(yīng) ５５
４.１　引言 .５５
４.２　光子回收現(xiàn)象的分類 ５６
４.３　本征光子回收 .５８
４.４　本征光子回收對正偏GaNｐ￣ｎ結(jié)二極管的影響 .６０
４.５　自熱效應(yīng)對正偏GaNｐ￣ｎ結(jié)二極管的影響 .６２
４.６　非本征光子回收對正偏GaNｐ￣ｎ結(jié)二極管的影響 ６３
４.７　非本征光子回收的可能模型 .６７
４.８　總結(jié) .６８ .
參考文獻 ６８

第５章　體塊單晶生長 ７１
５.１　引言 .７１
５.２?。龋郑校欧ㄉLGaN .７２
５.２.１?。龋郑校欧ㄉLGaN的機制 ７２
５.２.２　GaNＨＶＰＥ法生長中的摻雜 ７３
５.２.３　GaN的橫向外延生長 .７３
５.３　高壓氮溶液生長GaN ７４
５.４　鈉助溶劑生長GaN .７４
５.５　氨熱法生長GaN ７４
５.６　升華法生長SiC單晶 ７５
５.６.１　SiC的升華法生長原理 ７５
５.６.２　升華法生長SiC單晶中的摻雜 .７６
５.７　高溫化學氣相沉積法生長SiC單晶 ７６
５.８　溶液生長法生長SiC單晶 ７７
５.９　總結(jié) .７７
參考文獻 ７８

第６章　外延生長 ８２
６.１　引言 .８２
６.２　GaN金屬有機化學氣相沉積 .８２
６.３　二維成核理論 .８５
６.４?。拢茫评碚?.８６
６.５?。矗龋iC的化學氣相沉積 .８７
６.６　４Ｈ￣SiC的化學氣相沉積溝槽填充 .９２
６.７　總結(jié) .９４
參考文獻 ９５

第７章　制作工藝 ９９
７.１　引言 .９９
７.２　刻蝕 .９９ .
７.２.１?。桑茫锌涛g .１００
７.２.２　濕法化學刻蝕 .１００
７.３　離子注入 .１０２
７.３.１　離子注入GaN .１０２
７.３.２　鋁離子注入４Ｈ￣SiC .１０３
７.３.３　氮離子和磷離子注入４Ｈ￣SiC .１０６
７.４　擴散 .１０６
７.４.１　SiC中硼擴散的歷史背景 １０７
７.４.２　雙子晶格擴散建模 .１０８
７.４.３　半原子模擬 １１０
７.５　氧化 .１１２
７.５.１　GaN的熱氧化 .１１２
７.５.２?。矗龋iC的熱氧化 １１２
７.６　金屬化 １１３
７.６.１　與GaN的歐姆接觸 .１１３
７.６.２　與４Ｈ￣SiC的歐姆接觸 １１３
７.７　鈍化 .１１４
７.８　總結(jié) .１１４
參考文獻 .１１４

第８章　金屬半導體接觸和單極功率二極管 .１２３
８.１　引言 .１２３
８.２　肖特基勢壘的降低 .１２５
８.３　正向偏置的肖特基結(jié) １２５
８.４　基于擴散理論的正向電流 ./電壓特性 .１２７
８.５　基于ＴＥＤ理論的正向電流 ./電壓特性 .１２９
８.６　基于ＴＦＥ理論的反向電流 ./電壓特性 .１２９
８.７　純ＳＢＤ .１３２
８.７.１　純GaNＳＢＤ １３２
８.７.２　純４Ｈ￣SiCＳＢＤ .１３４
８.８　緩變ＡｌGaNＳＢＤ .１３５
８.９　帶有ｐ＋型薄層的４Ｈ￣SiCＳＢＤ .１３５ .
８.１０　屏蔽平面ＳＢＤ １３８
８.１０ １　GaN混合型ｐ￣ｎ肖特基二極管 １３８
８.１０ ２　４Ｈ￣SiCＪＢＳ二極管 .１３９
８.１１　總結(jié) １４１
參考文獻 .１４１

第９章　金屬絕緣體半導體電容器和單極功率開關(guān)器件 .１４５
９.１　引言 .１４５
９.２?。停桑与娙萜?１４６
９.２.１　理想的ＭＩＳ電容器 .１４６
９.２.２　絕緣介質(zhì)和固定電荷對ＭＩＳ電容器的影響 .１４８
９.３?。粒霨aN ./GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu) .１４９
９.４　GaN、ＡｌＮ、４Ｈ￣SiC和代表性絕緣介質(zhì)的能帶陣容 .１５０
９.５　GaNＨＦＥＴ １５１
９.５.１　GaNＭＩＳＨＦＥＴ １５１
９.５.２　GaNＭＥＳＦＥＴ .１５５
９.５.３　GaNｐ＋柵極ＨＦＥＴ .１５６
９.６?。矗龋iCＪＦＥＴ .１５８
９.７　ＭＩＳＦＥＴ .１５９
９.７.１　平面ＭＩＳＦＥＴ .１６１
９.７.２　溝槽ＭＩＳＦＥＴ .１６５
９.７.３?。樱剩停桑樱疲牛?１６８
９.８　總結(jié) .１６９
參考文獻 .１６９

第１０章　雙極功率二極管和功率開關(guān)器件 １７６
１０.１　引言 １７６
１０.２　一維ｐ￣ｎ結(jié)二極管的優(yōu)化設(shè)計 .１７９
１０.３　具有非均勻摻雜漂移層的GaNｐ￣ｎ結(jié)二極管 .１８２
１０.４?。矗龋iCｐ￣ｉ￣ｎ二極管 .１８４
１０ ４.１　已報道的４Ｈ￣SiCｐ￣ｉ￣ｎ二極管結(jié)果 .１８４
１０ ４.２　正偏４Ｈ￣SiCｐ￣ｉ￣ｎ二極管的存儲電荷 １８５ .
１０ ４.３?。矗龋iCｐ￣ｉ￣ｎ二極管的反向恢復 .１８６
１０.５　ｎ￣ｐ￣ｎ雙極晶體管 １８６
１０ ５.１　集電極層設(shè)計 １８７
１０ ５.２　基極層設(shè)計 １８９
１０ ５.３　二次擊穿的臨界集電極電流密度 １８９
１０ ５.４　GaNＢＪＴ １８９
１０ ５.５　SiCＢＪＴ １９０
１０.６　肖克利二極管 １９０
１０ ６.１　肖克利二極管的反向阻斷 １９１
１０ ６.２　肖克利二極管的正向阻斷 １９１
１０.７　SiC晶閘管 １９３
１０.８　SiC絕緣柵型晶閘管 １９３
１０.９　總結(jié) １９５
參考文獻 .１９５

第１１章　邊緣終端 .１９９
１１.１　引言 １９９
１１.２　GaN功率器件的ＭＦＰ ２０３
１１ ２.１　不帶保護環(huán)的ＭＦＰ ２０３
１１ ２.２　保護環(huán)輔助ＭＦＰ .２０４
１１.３　用于４Ｈ￣SiC功率器件的ＳＭ￣ＪＴＥ .２０４
１１.４　用于４Ｈ￣SiC功率器件的ＣＤ￣ＪＴＥ .２０５
１１.５　用于４Ｈ￣SiC功率器件的混合型ＪＴＥ ２０５
１１.６　總結(jié) ２０６
參考文獻 .２０７

第１２章　垂直型GaN和SiC功率器件可靠性 ２０９
１２.１　引言 ２０９
１２.２?。龋裕遥聭?yīng)力耐受性 ２０９
１２.３　ＨＴＧＢ應(yīng)力耐受性 ２１１
１２.４?。龋常裕遥聭?yīng)力耐受性 ２１２
１２.５　ＴＣ應(yīng)力耐受性 .２１３
.１２.６?。龋裕蠎?yīng)力耐受性 .２１３
１２.７　地面宇宙輻射耐受性 .２１３
１２.８　總結(jié) ２１５
參考文獻 ２１５