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氮化物半导体技术:功率电子和光电子器件
作者:[意]法布里齐奥·罗卡福特 [波兰]迈克·莱辛斯基
出版社:机械工业出版社
出版时间:2023-07-01
ISBN:9787111728733
定价:¥189.00
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内容简介
本书概述了氮化物半导体及其在功率电子和光电子器件中的应用,解释了这些材料的物理特性及其生长方法,详细讨论了它们在高电子迁移率晶体管、垂直型功率器件、发光二极管、激光二极管和垂直腔面发射激光器中的应用。本书进一步研究了这些材料的可靠性问题,并提出了将它们与2D材料结合用于新型高频和高功率器件的前景。本书具有较好的指导性和借鉴性,可作为功率电子和光电子器件领域研究人员和工程人员的参考用书。
作者简介
暂缺《氮化物半导体技术:功率电子和光电子器件》作者简介
目录
目录
序
原书前言
原书致谢
第1章氮化镓材料的性能及应用
11历史背景
12氮化物的基本性质
121微观结构及相关问题
122光学性质
123电学性质
124AlGaN/GaN异质结构中的二维电子气(2DEG)
13GaN基材料的应用
131光电子器件
132功率电子器件和高频电子器件
14总结
致谢
参考文献
第2章GaN基材料:衬底、金属有机物气相外延和量子阱
21引言
22块体GaN生长
221氢化物气相外延(HVPE)
222钠助溶剂生长法
223氨热生长
23金属有机物气相外延生长
231氮化物MOVPE基础知识
232异质衬底上外延
233通过ELOG、FACELO等方法减少缺陷
234原位ELOG沉积SiN
235氮化物掺杂
236其他二元和三元氮化物生长
24InGaN量子阱的生长及分解
241InGaN量子阱在极化、非极化以及半极化GaN衬底
上的生长
242铟含量分布波动的原因
243InGaN量子阱的均质化
244量子阱的分解
25总结
致谢
参考文献
第3章毫米波用GaN基HEMT
31引言
32GaN毫米波器件的主要应用
321高功率应用
322宽带放大器
3235G
33用于毫米波的GaN材料应用设计
331与其他射频器件的材料性能对比
332射频器件中的特殊材料
34毫米波GaN器件的设计与制造
341各种GaN器件关键工艺步骤
342先进的毫米波GaN晶体管
35MMIC功率放大器概述
351基于ⅢN器件的MMIC技术
352从Ka波段到D波段频率的MMIC示例
36总结
参考文献
第4章常关型GaN HEMT技术
41引言
411AlGaN/GaN HEMT阈值电压
42GaN HEMT“共源共栅”结构
43“真正的”常关型HEMT技术
431凹栅HEMT
432氟技术HEMT
433凹栅混合MIS HEMT
434p型GaN栅HEMT
44其他方法
45总结
致谢
参考文献
第5章垂直型GaN功率器件
51引言
52用于功率转换的垂直型GaN器件
53垂直型GaN晶体管
531电流孔径垂直电子晶体管(CAVET)
532垂直型GaN MOSFET
54GaN高压二极管
55GaN pn二极管雪崩电致发光
56GaN的碰撞电离系数
57总结
致谢
参考文献
第6章GaN电子器件可靠性
61引言
611GaN HEMT的可靠性测试和失效分析
62射频应用中GaN HEMT的可靠性
621AlGaN/GaN HEMT
622InAlN/GaN HEMT
623射频GaN HEMT中的热问题
63GaN功率开关器件的可靠性和鲁棒性
631掺碳GaN缓冲层中的寄生效应
632p型GaN开关HEMT中的栅极退化
633GaN MIS HEMT中阈值电压不稳定性
64总结
致谢
参考文献
第7章发光二极管
71引言
72最先进的GaN发光二极管
721蓝光二极管
722绿光二极管
73GaN白光LED:制备方法和特性
731单片发光二极管
732磷光体覆盖的发光二极管
74AlGaN深紫外LED
741生长高质量AlN和提高内量子效率(IQE)
742基于AlGaN的UVC LED
743提高光提取效率(LEE)
75总结
致谢
参考文献
第8章分子束外延生长激光二极管
81引言
82等离子体辅助分子束外延(PAMBE)ⅢN族材料的生长
原理
821N通量在高效InGaN量子阱材料中的作用
83宽InGaN量子阱——超越量子约束的斯塔克效应
84AmmonoGaN衬底制备的长寿命激光二极管
85隧道结激光二极管
851垂直互连的激光二极管堆
852分布式反馈激光二极管
86总结
致谢
参考文献
第9章边缘发射激光二极管和超辐射发光二极管
91激光二极管的历史与发展
911光电子学背景
912GaN技术突破
913氮化物激光二极管的发展
92分布式反馈激光二极管
93超辐射发光二极管
931超辐射发光二极管的发展历史
932基本SLD特性
933SLD优化面临的挑战
94半导体光放大器
95总结
参考文献
第10章绿光和蓝光垂直腔面发射激光器
101引言
1011GaN VCSEL的特性和应用
1012GaN VCSEL的简史和现状
1013不同DBR结构GaN VCSEL
102不同器件结构的散热效率
1021器件热分布模拟
1022热阻Rth对谐振腔长度的依赖性
103基于InGaN量子点的绿光VCSEL
1031量子点相对于量子阱的优势
1032InGaN量子点的生长及其光学特性
1033VCSEL的制备过程
1034绿光量子点VCSEL特性
104基于蓝光InGaN量子阱局域态和腔增强发光效应的
绿光VCSEL
1041谐振腔效应
1042谐振腔增强的绿光VCSEL的特性
105基于量子阱内嵌量子点有源区结构的双波长激射
1051量子阱内嵌量子点(QDinQW)结构特性
1052VCSEL激射特性
106具有不同横向光限制的蓝光VCSEL
1061折射率限制结构的设计
1062LOC结构VCSEL的发光特性
107总结
参考文献
第11章新型电子和光电应用的2D材料与氮化物集成
111引言
112用氮化物半导体制造2D材料异质结构
1121转移在其他衬底上生长的2D材料
11222D材料在Ⅲ族氮化物上的直接生长
1123氮化物半导体薄膜的2D材料生长
113基于2D材料/GaN异质结的电子器件
113
序
原书前言
原书致谢
第1章氮化镓材料的性能及应用
11历史背景
12氮化物的基本性质
121微观结构及相关问题
122光学性质
123电学性质
124AlGaN/GaN异质结构中的二维电子气(2DEG)
13GaN基材料的应用
131光电子器件
132功率电子器件和高频电子器件
14总结
致谢
参考文献
第2章GaN基材料:衬底、金属有机物气相外延和量子阱
21引言
22块体GaN生长
221氢化物气相外延(HVPE)
222钠助溶剂生长法
223氨热生长
23金属有机物气相外延生长
231氮化物MOVPE基础知识
232异质衬底上外延
233通过ELOG、FACELO等方法减少缺陷
234原位ELOG沉积SiN
235氮化物掺杂
236其他二元和三元氮化物生长
24InGaN量子阱的生长及分解
241InGaN量子阱在极化、非极化以及半极化GaN衬底
上的生长
242铟含量分布波动的原因
243InGaN量子阱的均质化
244量子阱的分解
25总结
致谢
参考文献
第3章毫米波用GaN基HEMT
31引言
32GaN毫米波器件的主要应用
321高功率应用
322宽带放大器
3235G
33用于毫米波的GaN材料应用设计
331与其他射频器件的材料性能对比
332射频器件中的特殊材料
34毫米波GaN器件的设计与制造
341各种GaN器件关键工艺步骤
342先进的毫米波GaN晶体管
35MMIC功率放大器概述
351基于ⅢN器件的MMIC技术
352从Ka波段到D波段频率的MMIC示例
36总结
参考文献
第4章常关型GaN HEMT技术
41引言
411AlGaN/GaN HEMT阈值电压
42GaN HEMT“共源共栅”结构
43“真正的”常关型HEMT技术
431凹栅HEMT
432氟技术HEMT
433凹栅混合MIS HEMT
434p型GaN栅HEMT
44其他方法
45总结
致谢
参考文献
第5章垂直型GaN功率器件
51引言
52用于功率转换的垂直型GaN器件
53垂直型GaN晶体管
531电流孔径垂直电子晶体管(CAVET)
532垂直型GaN MOSFET
54GaN高压二极管
55GaN pn二极管雪崩电致发光
56GaN的碰撞电离系数
57总结
致谢
参考文献
第6章GaN电子器件可靠性
61引言
611GaN HEMT的可靠性测试和失效分析
62射频应用中GaN HEMT的可靠性
621AlGaN/GaN HEMT
622InAlN/GaN HEMT
623射频GaN HEMT中的热问题
63GaN功率开关器件的可靠性和鲁棒性
631掺碳GaN缓冲层中的寄生效应
632p型GaN开关HEMT中的栅极退化
633GaN MIS HEMT中阈值电压不稳定性
64总结
致谢
参考文献
第7章发光二极管
71引言
72最先进的GaN发光二极管
721蓝光二极管
722绿光二极管
73GaN白光LED:制备方法和特性
731单片发光二极管
732磷光体覆盖的发光二极管
74AlGaN深紫外LED
741生长高质量AlN和提高内量子效率(IQE)
742基于AlGaN的UVC LED
743提高光提取效率(LEE)
75总结
致谢
参考文献
第8章分子束外延生长激光二极管
81引言
82等离子体辅助分子束外延(PAMBE)ⅢN族材料的生长
原理
821N通量在高效InGaN量子阱材料中的作用
83宽InGaN量子阱——超越量子约束的斯塔克效应
84AmmonoGaN衬底制备的长寿命激光二极管
85隧道结激光二极管
851垂直互连的激光二极管堆
852分布式反馈激光二极管
86总结
致谢
参考文献
第9章边缘发射激光二极管和超辐射发光二极管
91激光二极管的历史与发展
911光电子学背景
912GaN技术突破
913氮化物激光二极管的发展
92分布式反馈激光二极管
93超辐射发光二极管
931超辐射发光二极管的发展历史
932基本SLD特性
933SLD优化面临的挑战
94半导体光放大器
95总结
参考文献
第10章绿光和蓝光垂直腔面发射激光器
101引言
1011GaN VCSEL的特性和应用
1012GaN VCSEL的简史和现状
1013不同DBR结构GaN VCSEL
102不同器件结构的散热效率
1021器件热分布模拟
1022热阻Rth对谐振腔长度的依赖性
103基于InGaN量子点的绿光VCSEL
1031量子点相对于量子阱的优势
1032InGaN量子点的生长及其光学特性
1033VCSEL的制备过程
1034绿光量子点VCSEL特性
104基于蓝光InGaN量子阱局域态和腔增强发光效应的
绿光VCSEL
1041谐振腔效应
1042谐振腔增强的绿光VCSEL的特性
105基于量子阱内嵌量子点有源区结构的双波长激射
1051量子阱内嵌量子点(QDinQW)结构特性
1052VCSEL激射特性
106具有不同横向光限制的蓝光VCSEL
1061折射率限制结构的设计
1062LOC结构VCSEL的发光特性
107总结
参考文献
第11章新型电子和光电应用的2D材料与氮化物集成
111引言
112用氮化物半导体制造2D材料异质结构
1121转移在其他衬底上生长的2D材料
11222D材料在Ⅲ族氮化物上的直接生长
1123氮化物半导体薄膜的2D材料生长
113基于2D材料/GaN异质结的电子器件
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