碳化硅半导体材料与器件

第1章　碳化硅材料特性

1.1　SiC材料基本特性

1.2　SiC材料的多型体

1.3　SiC能带结构和有效质量

1.4　SiC材料的热特性

1.5　掺杂和自由载流子电荷

1.5.1　浅施主和电子

1.5.2　浅受主和空穴

1.6　SiC材料掺杂物扩散

1.7　SiC杂质的导电性

1.8　SiC材料少数载流子寿命

1.9　SiC/SiO2界面特性

参考文献

第2章　碳化硅同质及异质外延

2.1　SiC外延生长技术

2.2　SiC同质外延生长

2.2.1　蒸发生长技术

2.2.2　分子束外延

2.2.3　液相外延

2.2.4　CVD生长技术

2.2.5　外延层缺陷

2.3　SiC异质外延生长

2.4　总结

参考文献

第3章　碳化硅欧姆接触

3.1　金属—半导体接触

3.2　比接触电阻

3.3　n型SiC欧姆接触

3.3.1　Ti和Ta基欧姆接触

3.3.2　Ni基欧姆接触

3.3.3　硅化物接触的界面形貌

3.3.4　键合技术

3.4　p型SiC欧姆接触

3.4.1　Al/Ti接触

3.4.2　Al/Ti接触的替代物

3.5　SiC欧姆接触的热稳定性

3.6　SiC欧姆接触发展新趋势

3.7　总结

参考文献

第4章　碳化硅肖特基二极

4.1　碳化硅肖特基接触

4.1.1　碳化硅肖特基接触理论

4.1.2　不同金属与SiC接触的势垒高度

4.2　高压SiC SBD,JBS和MPS二极管95

4.2.1　SiC SBD新技术

4.2.2　SiC SBD终端技术

4.2.3　SiC SBD反向漏电流

4.2.4　SiC SBD正向压降

4.3　肖特基二极管在功率电路中的应用

4.3.1　功率二极管的重要性与硅极限

4.3.2　功率电路中半导体器件的损耗

4.3.3　商业化SiC和Si二极管静态性能比较

4.3.4　商业化SiC和Si二极管动态特性比较

4.4　SiC SBD的其他应用

4.4.1　SiC SBD气敏传感器

4.4.2　SiC SBD微波应用

4.4.3　SiC SBD紫外探测器

4.5　SiC SBD未来发展的挑战

4.5.1　总结

4.5.2　SiC SBD发展趋势和挑战

参考文献

第5章　碳化硅功率PiN二极管

5.1　PiN二极管的设计及工作原理

5.1.1　高击穿电压外延层设计

5.1.2　SiC PiN二极管终端设计

5.1.3　载流子寿命与二极管开态压降

5.1.4　SiC PiN二极管载流子寿命测试

5.1.5　超高电流密度PiN二极管

5.2　PiN二极管实验

5.2.1　PiN二极管特性测量

5.2.2　PiN二极管的制造过程

5.2.3　5kV PiN二极管

5.2.4　9.0mm2，10kV 4HSiC PiN二极管

5.3　SiC二极管成品率和可靠性

5.3.1　SiC二极管成品率限制因素

5.3.2　SiC PiN二极管正向电压的退化

5.4　总结

参考文献

第6章　碳化硅微波应用

6.1　SiC二极管微波应用

6.2　SiC点接触探测器

6.3　SiC变容二极管

6.4　SiC肖特基混频二极管

6.5　SiC PiN微波二极管

6.6　SiC IMPATT二极管

6.7　总结

参考文献

第7章　碳化硅晶闸管

7.1　引言

7.2　晶闸管的导通过程

7.2.1　低压晶闸管的导通过程

7.2.2　高压晶闸管的导通过程

7.2.3　晶闸管的光触发导通

7.3　稳态电流—电压特性

7.3.1　低压晶闸管稳态电流—电压特性

7.3.2　高压晶闸管稳态电流—电压特性

7.3.3　SiC电子—空穴散射（EHS）

7.4　关断特性

7.4.1　传统的晶闸管关断模式

7.4.2　场效应管（FET）控制GTO关断模式

7.5　频率特性

7.6　临界电荷

7.6.1　低压晶闸管的临界电荷

7.6.2　高压晶闸管中的临界电荷

7.6.3　4HSiC基晶闸管的临界电荷

7.7结论

参考文献

第8章　碳化硅静电感应晶体管

8.1　静电感应晶体管发展历史

8.2　静电感应晶体管结构

8.2.1　SIT器件结构布局图

8.2.2　SiC SIT器件特性优化

8.2.3　肖特基和离子注入SiC SIT

8.2.4　静电感应晶体管栅结构

8.2.5　垂直型FET结构

8.2.6　常开型和常关型SIT设计

8.3　静电感应晶体管IV特性

8.3.1　类五极管模式

8.3.2　类三极管模式

8.3.3　复合模式

8.3.4　双极模式

8.4　静电感应晶体管的应用

8.4.1　SiC静电感应晶体管高RF脉冲功率放大

8.4.2　SiC SIT高射频连续波功率放大

8.4.3　SiC SIT功率转换

8.5　总结

参考文献

第9章　SiC衬底生长

9.1　引言

9.2　SiC体材料生长

9.2.1　物理气相传输

9.2.2　升华外延

9.2.3　液相外延

9.2.4　高温化学气相淀积

9.3　晶向

9.4　晶体直径的增长

9.5　衬底缺陷

9.5.1　晶型稳定性

9.5.2　微管

9.5.3　小角晶界

9.5.4　位错

9.6　SiC掺杂

9.7　用于微波器件的SiC衬底

9.7.1　浅能级

9.7.2　深能级

9.7.3　HPSI材料现状

9.8　切片与抛光

9.8.1　切片

9.8.2　抛光

9.9　衬底成本

9.10　结论

参考文献

第10章　碳化硅中的深能级缺陷

……

《碳化硅半导体材料与器件》是一本系统介绍碳化硅半导体材料及器件的专著，主要论述了SiC材料与器件中的相关基础理论，内容包括：SiC材料特性、SiC同质外延和异质外延、SiC欧姆接触、肖特基势垒二极管、大功率PiN整流器、SiC微波二极管、SiC晶闸管、SiC静态感应晶体管、SiC衬底材料生长、SiC深能级缺陷、SiC结型场效应晶体管，以及SiC BJT等。书中涉及SiC材料制备、外延生长、测试表征、器件结构与工作原理、器件设计与仿真、器件关键工艺、器件研制与性能测试，以及器件应用等多个方面。在论述这些基础理论的同时，重点总结了近年来SiC材料与器件的主要研究成果，以及今后的发展趋势。