宽禁带半导体电子器件

课程编码：080501M05015H 英文名称：Wide Bandgap Semiconductor Electronic Devices 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：王晓亮等

本课程为微电子与固体电子学、物理电子学、电力电子与电力传动、电磁场与微波技术、材料物理与化学等方向硕士生和博士生的专业普及课。宽禁带半导体是继以硅为代表的第一代半导体和以砷化镓为代表的第二代半导体之后发展起来的第三代半导体。宽禁带半导体禁带宽度大、临界击穿场强高、耐高温、抗辐照，特别适合制备新一代微波功率器件和电力电子器件。本课程将重点讲述宽禁带半导体碳化硅及氮化镓电子器件的研究进展、工作原理、制备工艺、及相关特性等，目的是为从事半导体材料和器件科研、教学、生产的研究生普及相关知识。课程内容包括碳化硅、氮化镓基材料的制备，电子器件的结构和原理，电子器件的制备及性能，功率器件的封装及可靠性等。

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第一章 绪论 宽禁带半导体的发展及应用 2学时
第1节 宽禁带半导体的特点及应用
第2节 宽禁带半导体的发展历史和现状
第3节 宽禁带半导体面临的挑战
第二章 宽禁带半导体氮化镓基材料的性质及制备 4学时
第1节 GaN基材料的性质
第2节 GaN基材料的常用表征方法
第3节 GaN基材料的生长研究
第三章 氮化镓基HEMT微波器件结构及原理 6学时
第1节 GaN基HEMT结构及工作原理
第2节 GaN基HEMT器件制备工艺
第3节 GaN基HEMT器件特性
第四章 氮化镓基电力电子器件 6学时
第1节 GaN HFET电力电子器件的工作原理
第2节 GaN HFET电力电子器件的电学性能
第3节 其他类型的GaN电力电子器件
第五章 碳化硅材料和制备及性质 2学时
第1节 碳化硅材料的性质
第2节 碳化硅材料的制备
第六章 碳化硅双极型功率器件 4学时
第1节 碳化硅PiN二极管
第2节 碳化硅双极型晶体管
第七章 碳化硅单极性器件 6学时
第1节 碳化硅SBD器件
第2节 碳化硅JFET器件
第3节 碳化硅MOSFET器件
第八章 碳化硅单级双极混合型器件 3学时
第1节 IGBT器件物理简述
第2节 碳化硅IGBT
第九章 功率电子器件封装及可靠性 3学时
第1节 功率电子器件封装
第2节 功率电子器件可靠性
第十章 其他宽禁带半导体电子器件 3学时
第1节 金刚石
第2节 氧化锌
第3节 氧化镓
第4节 氮化铝
第5节 氮化硼

王晓亮，男，1963年7月生，博士，博士生导师，中国科学院半导体研究所研究员，中国科学院研究生院教授，西安交通大学“腾飞人才计划”特聘教授。主要从事宽禁带GaN基微波功率器件材料及器件、电力电子器件材料及器件、高效太阳能电池研发以及MOCVD设备研制等工作。从九十年代至今在国内外主要学术刊物上发表研究论文近200篇；申请国家发明专利52项，获得授权38项；撰写《10000个科学难题》信息科学卷中的专题篇“固态微波器件”（p328-331，科学出版社）；已培养并取得博士学位的研究生近30名。