超宽禁带半导体金刚石单晶材料和场效应晶体管

图书信息

作者：任泽阳著著

出版社：科学出版社

定价：139.00

ISBN：9787030835178

出版时间：2026-01-01

分类：图书,行业职业,工业技术,电子、电工

商品介绍

目录

“博士后文库”序言

前言

第1章 绪论 1

1.1 金刚石基本性质 1

1.2 金刚石单晶材料国内外研究进展 2

1.3 金刚石场效应晶体管国内外研究进展 7

1.3.1 金刚石氢终端电导的发展 7

1.3.2 氢终端金刚石场效应晶体管发展 10

1.4 小结 13

参考文献 14

第2章 单晶金刚石同质外延及加工 18

2.1 MPCVD生长单晶金刚石基本原理 18

2.1.1 MPCVD生长金刚石原理 18

2.1.2 常用MPCVD设备结构简介 20

2.2 MPCVD同质外延单晶金刚石 21

2.2.1 同质外延衬底筛选 21

2.2.2 单晶金刚石同质外延 25

2.2.3 反应气体对单晶金刚石同质外延的影响 30

2.2.4 高质量单晶金刚石同质生长 35

2.2.5 大尺寸单晶金刚石拼接生长 37

2.3 金刚石单晶材料加工 39

2.3.1 金刚石切割 39

2.3.2 金刚石研磨抛光 41

参考文献 42

第3章 金刚石场效应晶体管基本原理及制备 44

3.1 氢终端金刚石电导形成原理及制备 44

3.1.1 氢终端金刚石表面电导形成原理 44

3.1.2 氢终端金刚石制备及工艺优化 47

3.2 金刚石场效应晶体管制备流程 51

3.3 金刚石MESFET器件性能 53

3.3.1 器件欧姆接触电阻 53

3.3.2 器件特性与分析 56

3.3.3 不同晶面金刚石器件特性 60

参考文献 72

第4章 高功函数介质金刚石场效应晶体管 75

4.1 高功函数介质应用优势 75

4.2 高功函数MoO3介质金刚石MOSFET76

4.3 MoO3/Si3N4双层栅介质氢终端金刚石MOSFET87

4.3.1 MoO3/Si3N4双栅介质MOSFET器件制备 88

4.3.2 MOSFET器件电学特性分析 89

4.4 基于MoO3的金刚石场效应晶体管可靠性分析 95

4.4.1 器件稳定性及温度特性 95

4.4.2 MoO3钝化的氢终端金刚石MESFET 99

参考文献 105

第5章 金刚石原子层沉积氧化铝介质场效应晶体管 109

5.1 原子层沉积介质在氢终端金刚石表面电导形成原理 109

5.2 Al2O3生长温度对金刚石MOSFET特性影响 112

5.2.1 器件制备工艺 112

5.2.2 器件特性分析 113

5.3 亚微米栅长金刚石Al2O3介质MOSFET118

5.3.1 氢终端金刚石MOSFET结构参数影响 118

5.3.2 Al2O3介质氢终端金刚石MOSFET频率特性 127

5.4 金刚石Al2O3介质高频MOSFET及稳定性 132

5.4.1 器件直流特性 132

5.4.2 器件击穿特性 133

5.4.3 开关频率特性 134

5.4.4 器件高温工作特性 134

5.4.5 器件频率特性 135

参考文献 137

第6章 氢终端金刚石器件应用 140

6.1 氢终端金刚石二极管及在整流电路中的应用 140

6.1.1 氢终端金刚石二极管制备 141

6.1.2 氢终端二极管欧姆接触电阻的计算 143

6.1.3 RF-DC电路实现 144

6.1.4 金刚石RF-DC电路特性分析 147

6.2 氢终端金刚石场效应晶体管的反相器应用 150

6.2.1 反相器的基本原理 151

6.2.2 反相器关键特性指标 154

6.2.3 基于耗尽型氢终端单晶金刚石MOSFET的反相器 156

6.2.4 基于增强型氢终端金刚石MOSFET的反相器 163

6.3 基于金刚石场效应晶体管的Cascode电路 170

6.3.1 基于Cascode结构的增强型器件工作原理 171

6.3.2 Cascode器件作为反相器工作原理 171

6.3.3 金刚石Cascode器件制备 172

6.3.4 增强型氢终端金刚石Cascode特性 174

6.3.5 Cascode结构金刚石反相器特性分析 176

参考文献 179

第7章 总结与展望 183

参考文献 184

编后记 186

内容简介

本书以作者及其研究团队近年来的研究成果为基础，结合国内外研究进展，系统介绍超宽禁带半导体金刚石单晶材料同质外延研究进展和发展趋势。在高质量单晶金刚石材料生长基础上，进一步重点介绍金刚石场效应晶体管及金刚石器件在反相器和整流电路中的典型应用。全书共7章，内容包括绪论、单晶金刚石同质外延及加工、金刚石场效应晶体管基本原理及制备、高功函数介质金刚石场效应晶体管、金刚石原子层沉积氧化铝介质场效应晶体管、氢终端金刚石器件应用和总结与展望。

本书可供电子科学与技术、微电子学与固体电子学等专业的高年级本科生及研究生学习，也可供微电子、半导体器件和材料领域的科研人员参考。