宽禁带半导体材料与器件（材料与化工）

课程编码：180092085601P3001H 英文名称：Wide-Bandgap Semiconductor Materials and Devices 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：袁国栋等

近三十年来，半导体材料得到了迅猛的发展，从窄禁带到宽禁带，从红外到紫外。人类面临日益突出的能源与环境问题，一直不断推动半导体材料科学向前发展。以GaN为主要代表的短波半导体光电材料，从根本上解决了LED三基色缺色的问题，引发了全球半导体白光照明革命；2014年蓝光LED获得诺贝尔物理奖，肯定了这一重大成果在节能环保领域为人类做出的巨大贡献；作为战略性新兴产业，白光发光二极管也成为了新型高效节能的重要代表；另一方面，宽禁带半导体材料是信息及能源产业的基础，是未来半导体产业发展重要方向，有望不远的将来在信息、能源、电力电子等行业产生新一轮的革命。本课程的目的是向半导体材料、半导体器件、电子技术专业高年级学生（研究生）介绍氮化物材料及光电子器件（发光二极管、激光器、紫外探测器、光伏等）的发展历史、性质、生长技术、功能及应用。本课程的意义在于传授如何从氮化物的外延生长和物理性能层面认识多元半导体及发光波长可调的新型氮化物半导体材料，尤其是培养学生从材料生长角度理解外延-结构-功能三者的关系与规律。其他宽禁带半导体光电子材料（ZnO和ZnSe）及其发展历程也会作一定介绍。

半导体物理 半导体材料 固体物理

第一章 宽禁带半导体材料的发展历程 4学时 袁国栋
第1节 氮化物材料发展历程
第2节 其他宽禁带半导体材料发展历程
第二章 III族氮化物材料的性质与测试 11学时 袁国栋
第1节 氮化物材料晶体结构及缺陷
第2节 氮化物材料极性及其他性质
第3节 氮化物材料结构性能测试方法
第4节 氮化物材料光电性能测试方法
第5节 氮化物材料性能测试回所实践课
第三章 III族氮化物材料生长技术 10学时 魏同波
第1节 MOCVD设备与氮化物材料生长基础
第2节 氮化物异质结构生长与掺杂技术
第3节 准范德华外延氮化物材料与器件
第4节 氮化物柔性转移技术与应用
第5节 三维结构氮化物材料生长与调控
第四章 氮化物材料发展趋势 7学时 魏同波
第1节 长波长InGaN材料生长及应用
第2节 短波长AlGaN材料生长及应用
第3节 氮化物MOCVD生长回所实践课
第五章 氮化物半导体光电子器件原理及工艺 8学时 杨华
第1节 氮化物发光二极管原理与芯片工艺
第2节 氮化物发光二极管封装
第3节 氮化物激光二极管原理与器件
第4节 其他氮化物半导体光电器件
第六章 氮化物材料与光电子器件的应用 8学时 杨华
第1节 氮化物发光二极管在半导体照明领域的应用
第2节 氮化物发光二极管在其他领域的应用
第3节 氮化物在光伏领域的应用
第4节 其他氮化物光电子器件的应用
第七章 课堂考试（开卷） 2学时 袁国栋
第1节 课堂考试（开卷）

袁国栋，中国科学院半导体研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师。袁国栋研究员2006年获浙江大学工学博士学位。2006至2012年先后在香港城市大学、德国波鸿鲁尔大学和德国柏林洪堡大学从事博士后研究，2012年入选中国科学院人才计划，入职中国科学院半导体研究所，2014年获国家优秀青年科学基金资助。主持国家863计划，国家重点研发计划，国家自然科学基金等多项重大科研项目。近年来在IEEE TED， Appl. Phys. Lett.等国内外重要刊物上发表论文100余篇，SCI论文被他引3000多次。培养的学生曾获中国科学院院长优秀奖、博士研究生国家奖学金、朱李月华优秀博士生奖学金等。
魏同波，中科院半导体研究所研究员，博士生导师。2007年于中国科学院半导体研究所获得博士学位，随后在半导体所照明研发中心工作至今，2015年-2016年在美国康奈尔大学电子工程与计算机学院访问学习。长期从事宽禁带半导体氮化物光电子材料外延与器件研究，作为项目首席先后主持国家重点研发计划2项，主持国家自然基金5项、北京自然基金2项、863子课题2项等十余项课题。作为第一或通讯作者在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Light Sci. Appl.等杂志发表SCI论文99篇，20余项发明专利获得授权，出版氮化物专著1部。担任Journal of Semiconductors编委、发光学报青年编委。培养的学生曾获中国科学院院长优秀奖、博士研究生国家奖学金、王守武奖学金等。
杨华，中科院半导体研究所研究员，硕士生导师。长期从事宽禁带半导体LED器件技术和应用技术、基于LED等技术的半导体照明产业化集成技术、光与相关领域交叉的应用基础研究和技术研究。主要研究领域包括半导体光源技术、新型光源测试控制技术、先进封装技术等。承担国家重点研发项目课题、863子课题等研究课题多项。发表文章授权专利多项。