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[意]马特奥·梅内吉尼(Matteo Meneghini) / 机械工业出版社 / 2022-03 / 其他
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氮化镓功率器件 材料、应用及可靠性
本书重点讨论了与氮化镓(GaN)器件相关的内容,共分15章,每一章都围绕不同的主题进行论述,涵盖GaN材料、与CMOS工艺兼容的GaN工艺、不同的GaN器件设计、GaN器件的建模、GaN器件的可靠性表征以及GaN器件的应用。本书的特点是每一章都由全球不同的从事GaN研究机构的专家撰写,引用了大量的代表新成果的文献,适合于从事GaN技术研究的科研人员、企业研发人员,以及工程师阅读,也可作为微电子及相关专业的高年级本科生、研究生和教师的参考用书。
原书前言 第1章GaN的特性及优点1 1.1总体背景1 1.2GaN材料2 1.3极化效应5 1.4GaN基FET8 1.5天然超级结(NSJ)结构10 1.6导通电阻和击穿电压13 1.7低压器件14 1.8高压器件18 1.9GaN垂直功率器件的未来研究21 参考文献22 第2章衬底和材料24 2.1衬底概述25 2.2金属有机化学气相沉积26 2.2.1半绝缘(S.I.)的(Al,Ga)N层的制造28 2.2.2n型和p型掺杂29 2.2.3AlGaN/GaN异质结构30 2.3陷阱和色散31 2.4横向功率开关器件外延结构的制备31 2.4.1硅衬底上电流阻断层的沉积32 2.4.2碳化硅衬底上电流阻断层的沉积33 2.4.3蓝宝石衬底上电流阻断层的沉积33 2.4.4栅控层生长35 2.5垂直器件35 2.6展望39 2.6.1InAlN和AlInGaN垫座层39 2.6.2基于非c面GaN的器件40 参考文献41 第3章Si上GaN CMOS兼容工艺47 3.1Si上GaN外延47 3.2Si上GaN无Au工艺49 3.3无Au欧姆接触54 3.3.1AlGaN势垒层凹槽55 3.3.2欧姆合金优化55 3.3.3Ti/Al比56 3.3.4欧姆金属堆叠底部的Si层57 3.4Ga污染问题58 3.5结论61 参考文献61 第4章横向GaN器件的功率应用(从kHz到GHz)62 4.1简介62 4.2AlGaN/GaN HEMT的历史62 4.3色散的处理64 4.4用于毫米波的GaN66 4.5N极性GaN发展的历史回顾69 4.6电力电子中GaN的应用77 4.7结论83 参考文献83 第5章垂直GaN技术——材料、器件和应用91 5.1引言91 5.2器件拓扑93 5.2.1垂直器件与横向器件的比较93 5.3CAVET的演变95 5.4CAVET设计97 5.4.1器件成功运行所需的关键部分的讨论97 5.5CAVET的关键组成部分99 5.5.1电流阻断层103 5.5.2性能和成本105 5.6体GaN衬底的作用106 5.7RF应用的CAVET107 5.8结论107 参考文献108 第6章GaN基纳米线晶体管110 6.1简介110 6.1.1自下而上的纳米线器件:GaN纳米线场效应晶体管111 6.1.2自上而下的纳米线器件113 6.2三栅GaN功率MISFET114 6.2.1三栅GaN功率晶体管的其他考虑116 6.3用于RF应用的纳米线:增加gm的线性度120 6.4纳米结构的GaN肖特基势垒二极管122 6.4.1GaN SBD的纳米结构阳极123 6.5结论126 参考文献127 第7章深能级表征:电学和光学方法130 7.1简介130 7.2DLTS和DLOS基础131 7.2.1C-DLTS132 7.2.2C-DLOS133 7.2.3C-DLTS和C-DLOS对HEMT的适用性134 7.2.4I-DLTS和I-DLOS135 7.3DLTS和DLOS在GaN HEMT中的应用137 7.3.1利用填充脉冲对陷阱进行空间定位137 7.3.2利用测量偏差对陷阱进行空间定位140 7.3.3测量空间局限性的陷阱的其他方法142 7.4结论143 参考文献144 第8章GaN HEMT的建模:从器件级仿真到虚拟原型146 8.1简介146 8.2器件级仿真148 8.2.1脉冲模式行为149 8.3非优化的缓冲技术150 8.4优化的缓冲层工艺154 8.4.1AC电容155 8.4.2关断态击穿157 8.5Spice模型开发和校准159 8.6应用板的特性和仿真161 8.6.1正常关断pGaN晶体管163 8.6.2正常开启HEMT:共源共栅设计165 8.7结论170 参考文献171 第9章GaN基HEMT中限制性能的陷阱:从固有缺陷到常见杂质173 9.1表面相关的俘获177 9.2Fe掺杂的影响179 9.2.1深能级E2的特性及Fe掺杂的影响180 9.2.2E2陷阱的起源182 9.2.3电应力对俘获机制的影响183 9.3C掺杂的影响185 9.4金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMT)的俘获机制193 9.4.1正栅极偏压引起的俘获193 9.4.2快俘获和慢俘获机理分析195 9.4.3提高俘获效应的材料和沉积技术196 参考文献199 第10章硅上共源共栅GaNHEMT:结构、性能、制造和可靠性209 10.1共源共栅GaN HEMT的动机和结构209 10.2共源共栅GaN HEMT的功能和优点210 10.3共源共栅GaN HEMT的关键应用和性能优势211 10.3.1无二极管半桥结构211 10.3.2栅极驱动的考虑212 10.4市场上的产品213 10.5应用和主要性能优势214 10.5.1图腾柱功率因数校正(PFC)电路214 10.5.2PV逆变器215 10.5.3带GaN AC-DC PFC和全桥谐振开关LLC DC-DC变换器的一体式电源216 10.6共源共栅GaN HEMT的认证和可靠性217 10.6.1JEDEC认证218 10.6.2扩展的认证/可靠性测试218 10.6.3工作和本征寿命测试219 10.7卓越制造221 10.8单片上的E模式GaN222 10.9未来展望223 10.9.1下一代产品223 10.9.2知识产权考虑223 10.9.3小结223 参考文献224 第11章栅注入晶体管:E模式工作和电导率调制225 11.1GIT的工作原理225 11.2GIT的DC和开关性能228 11.3关于GIT可靠性的研究231 11.4GIT在实际开关系统中的应用234 11.5面向未来电力电子的先进GIT技术237 11.6结论240 参考文献240 第12章氟注入E模式晶体管242 12.1简介:III-氮化物异质结构中的氟:Vth鲁棒性控制242 12.2氟注入的物理机制243 12.2.1F等离子体离子注入的原子模型243 12.2.2AlGaN/GaN异质结构中F离子的稳定性245 12.2.3F离子周围的电子结合能247 12.3F离子注入E模式GaNMIS—HEMT249 12.3.1GaN MIS—HEMT249 12.3.2带有部分凹槽的F离子注入势垒层的GaNMIS—HEMT252 12.3.3GaN智能功率芯片255 12.4结论259 参考文献260 第13章GaN高压功率晶体管的漂移效应262 13.1简介262 13.2漂移效应及其物理机制262 13.2.1概述262 13
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开播时间:09月02日 10:30