圖解入門功率半導體基礎與工藝精講（原書第2版）

《圖解入門 功率半導體基礎與工藝精講（原書第2版）》是2022年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：圖解入門 功率半導體基礎與工藝精講（原書第2版）
• 出版時間：2022年9月
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111713937

內容簡介

本書以圖解的方式深入淺出地講述了功率半導體製造工藝的各個技術環節。全書共分為10章，包括俯瞰功率半導體工藝全貌、功率半導體的基礎知識及運作、各種功率半導體的作用、功率半導體的用途與市場、功率半導體的分類、用於功率半導體的矽晶圓、矽功率半導體的發展、挑戰矽極限的SiC與GaN、功率半導體製造過程的特徵、功率半導體開闢綠色能源時代等。

本書適合與半導體業務相關的人士、準備涉足半導體領域的人士、對功率半導體感興趣的職場人士和學生閱讀。

圖書目錄

前言

本書的表示及使用方法

第1章 俯瞰功率半導體全貌/

1.1作為電子零件的半導體設備的定位/

什麼是電子零件？/

可高速開關的半導體器件/

1.2半導體設備中的功率半導體/

導體設備和世界趨勢/

功率半導體是幕後英雄/

半導體中的功率半導體/

1.3功率半導體的套用/

家中的例子/

什麼是變頻器控制？/

1.4將功率半導體比作人/

功率半導體扮演的角色/

什麼是電力的轉換？/

1.5電晶體結構的差異/

一般的MOSFET/

功率MOSFET/

電晶體的區別/

俯視電晶體結構/

第2章 功率半導體的基礎知識及運作/

2.1半導體的基礎知識和運作/

什麼是半導體？/

固體中載流子的移動/

載流子置入/

2.2關於pn結/

為什麼需要矽呢？/

pn結是什麼？/

正向和反向偏壓/

2.3電晶體的基本知識及操作/

開關是什麼？/

電晶體是什麼？/

2.4雙極電晶體的基本知識和操作/

什麼是雙極電晶體？/

雙極電晶體的原理/

雙極電晶體的連線/

2.5MOS型二極體的基礎知識和操作/

MOS型是什麼？/

半導體設備各部分的功能/

MOS型二極體的作用和開/關操作/

2.6回顧半導體的歷史/

半導體的起源/

功率半導體早期扮演的角色/

從汞整流器到矽整流器/

從矽到下一代材料/

2.7功率MOSFET的出現/

應對高速開關的需求/

MOSFET是什麼？/

雙極電晶體和MOSFET的比較/

2.8雙極和MOS的融合/

IGBT出現之前/

IGBT的特徵/

2.9與信號轉換的比較/

什麼是信號的轉換？/

CMOS反相器的操作/

第3章 各種功率半導體的作用/

3.1單嚮導通的二極體/

二極體與整流作用/

二極體的實際整流作用/

整流作用的原理/

3.2大電流雙極電晶體/

雙極電晶體是什麼？/

為什麼需要高速開關/

雙極電晶體原理/

雙極電晶體的操作點/

3.3雙穩態晶閘管/

晶閘管是什麼？/

晶閘管的原理/

什麼是雙向晶閘管？/

GTO晶閘管的出現/

晶閘管的套用/

3.4高速運行的功率MOSFET/

MOSFET的工作原理/

功率MOSFET的特徵是什麼？/

MOSFET的各種構造/

3.5節能時代的IGBT/

IGBT出現的背景/

IGBT的工作原理/

水平IGBT的例子/

IGBT面臨的挑戰/

3.6探索功率半導體的課題/

導通電阻是什麼？/

耐受電壓是指什麼？/

矽的極限在哪裡？/

第4章 功率半導體的用途與市場/

4.1功率半導體的市場規模/

功率半導體的市場/

進入功率半導體市場的企業/

日本企業里實力雄厚的功率半導體部門/

4.2電力基礎設施和功率半導體/

電網與功率半導體/

實際使用情況/

功率半導體在工業設備中的套用/

4.3交通基礎設施和功率半導體/

電力機車與功率半導體/

實際的電力轉換/

N700系列使用IGBT/

混動機車的出現/

4.4汽車和功率半導體/

電動車的出現與功率半導體/

功率半導體的作用/

降壓/升壓是什麼？/

4.5信息、通信和功率半導體/

IT時代與功率半導體/

實際發生的動作/

4.6家電與功率半導體/

什麼是IH電磁爐？/

功率半導體用於何處？/

LED照明與功率半導體/

第5章 功率半導體的分類/

5.1根據用途分類的功率半導體/

功率半導體是非接觸式開關/

功率半導體的廣泛用途/

5.2根據材料分類的功率半導體/

功率半導體與基底材料/

對寬隙半導體的需求/

5.3按結構和原理分類的功率半導體/

按載流子種類的數量分類/

按結的數量分類/

按連線埠數量和結構分類/

5.4功率半導體的容量/

什麼是功率半導體的額定值？/

功率半導體的電流容量和擊穿電壓/

第6章 用於功率半導體的矽晶圓/

6.1矽晶圓是什麼？/

矽的質量是功率半導體的關鍵/

矽晶圓/

高純度多晶矽/

6.2不同的矽晶圓製造方法/

矽晶圓的兩種製造方法/

Chokoralsky法/

浮動區法/

6.3與存儲器和邏輯電路不同的FZ結晶/

實際的FZ矽晶體製造方法/

FZ結晶的大直徑化/

6.4為什麼需要FZ晶體？/

偏析是什麼？/

FZ法在控制雜質濃度方面的優勢/

FZ矽晶圓的挑戰/

大直徑化發展到什麼程度了？/

6.5矽的極限是什麼？/

矽的極限/

原則上耐壓性決定矽的極限/

第7章 矽功率半導體的發展/

7.1功率半導體的世代/

功率半導體的世代是什麼？/

減少電力損失是指什麼？/

7.2對IGBT的性能要求/

MOSFET的缺點/

IGBT的世代交替/

7.3穿透型和非穿透型/

穿透型是什麼?/

非穿透型是什麼？/

7.4場截止型（Field Stop）的出現/

場截止型的製造過程/

7.5探索IGBT類型的發展/

從平面型到溝槽型/

更進一步的IGBT發展/

7.6逐漸IPM化的功率半導體/

功率模組是什麼？/

IPM是什麼？/

7.7冷卻與功率半導體/

半導體與冷卻/

各種各樣的冷卻措施/

第8章 挑戰矽極限的SiC和GaN/

8.1直徑可達6英寸的SiC晶圓/

SiC是什麼？/

SiC出現在功率半導體之前/

擁有不同結晶的SiC/

其他SiC特性/

8.2SiC的優點和挑戰/

SiC的優點/

SiC的FET結構/

許多挑戰/

8.3朝著實用化發展的SiC變頻器/

SiC的套用/

8.4GaN晶圓的難點：什麼是異質外延？/

GaN是什麼？/

如何製造GaN單晶？/

8.5GaN的優勢和挑戰/

設備的挑戰是多方面的/

其他課題/

8.6GaN挑戰常閉型/

蓋子必須關好/

常閉型的優點是什麼？/

常閉型對策/

GaN的魅力/

8.7晶圓製造商的動向/

成本挑戰/

SiC晶圓業務日新月異/

GaN晶圓的動向/

第9章 功率半導體製造過程的特徵/

9.1功率半導體與MOS LSI的區別/

功率半導體要使用整個晶圓嗎？/

先進的邏輯電路在晶圓的頂部堆疊/

不同結構的電流流動/

電晶體結構的垂直視圖/

9.2結構創新/

豐富多彩的MOSFET結構/

V形槽的形成方法/

形成U形溝槽的方法/

用於功率半導體的獨特結構/

9.3廣泛使用外延生長/

什麼是外延生長？/

外延生長裝置/

9.4從背面和正面的曝光過程/

背面曝光的必要性/

什麼是回流二極體？/

背面曝光裝置/

9.5背面的活性化/

容易被誤解的雜質濃度/

雜質活化的例子/

激活的概念/

激活裝置的例子/

9.6什麼是晶圓減薄工藝？/

晶圓減薄/

什麼是背面研磨？/

什麼是斜面加工？/

9.7後端和前端流程之間的差異/

什麼是後端工藝？/

後端處理中的品控/

後端處理流程是否有區別？/

9.8切片也略有不同/

切片是什麼？/

用於SiC的切片設備/

9.9晶片黏接的特點/

什麼是晶片黏接？/

功率半導體的黏接工藝/

9.10用於黏合的導線也較粗/

什麼是焊線？/

與引線框架的連線/

關於銅（Cu）線/

什麼是楔形黏接？/

9.11封裝材料也有變化/

什麼是封裝材料？/

制模工藝流程/

樹脂注入和固化/

樹脂材料的回顧/

第10章 功率半導體開闢綠色能源時代/

10.1綠色能源時代與功率半導體/

低碳時代的能源/

電力能源的多樣化/

10.2對可再生能源至關重要的功率半導體/

什麼是太陽能電池？/

功率半導體用於何處？/

巨型太陽能項目/

10.3智慧型電網和功率半導體/

什麼是智慧型電網？/

智慧型就是時尚/

智慧城市/

10.4電動汽車（EV）與電力裝置/

EV化的加速/

EV的構造/

電動汽車配有大量的電子控制裝置/

電動摩托等/

10.5 21世紀的交通基礎設施和功率半導體/

高速鐵路網與功率半導體/

有軌電車的回顧/

10.6功率半導體是一項有前途的跨領域技術/

功率半導體的回歸/

它可能是這個時代的關鍵字嗎？/

10.7功率半導體製造商/

功率半導體製造商的現狀/

功率半導體的“秘方”/

新興國家的崛起/

參考文獻/