电力半导体新器件及其制造技术_王彩琳著_9787111475729

　　《电力电子新技术系列图书：电力半导体新器件及其制造技术》介绍了电力半导体器件的结构、原理、特性、设计、制造工艺、可靠性与失效机理、应用共性技术及数值模拟方法。内容涉及功率二极管、晶闸管及其集成器件[（包括GTO晶闸管、集成门极换流晶闸管（IGCT））]、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管（IGBT），以及电力半导体器件的功率集成技术、结终端技术、制造技术、共性应用技术、数值分析与模拟技术。重点对GTO的单位电流增益、IGCT的透明阳极和波状基区，功率MOSFET的超结及IGBT的发射极电子注入增强（IE）等新技术进行了详细介绍。

　　电力电子技术是利用电力半导体器件实现电能的变换和控制，目前已广泛地应用于国民经济的各个领域。电力半导体器件是电力电子技术的基础，是电力电子装置的核心部件，决定了电力电子系统的性能与可靠性。电力半导体器件是以半导体物理为理论基础、半导体制造技术为核心，属电力电子学与微电子学交叉领域。随着电力半导体器件的快速发展，越来越受到研究者和使用者的关注。
　　，作者致力于电力半导体器件的学习与研究已有三十年，曾在西安电力电子技术研究所半导体工艺线上从事过晶闸管、GTR、GTO等器件研发工作，参与了电力半导体器件的设计、研制、生产及测试等全过程，自在西安理工大学从教十五年来，对电力半导体器件的基本理论和专业知识有了更深入的理解，在电力半导体器件的计算机辅助设计与数值分析方面也积累了丰富的经验，同时掌握了电力半导体新器件、新工艺等前沿知识。
　　在长期的教学和研究工作中，作者深深地体会到，要真正掌握电力半导体器件的制造与应用技术，需要深入了解电力半导体器件的结构与工作原理。本书正是在这样的背景下编写的，力求从电力半导体器件的结构和工作原理的角度诠释和分析其电热特性及失效机理。全书共分为10章，第1章是电力半导体器件技术概述，主要介绍了电力半导体器件的归属关系、定义、分类及发展趋势等；第2章主要介绍了功率二极管的结构、原理及特性等；第3章主要介绍了晶闸管及其集成器件的结构类型、原理、特性及设计方法和应用可靠性技术；第4章简述了功率MOSFET与超结MOSFET的结构、原理、特性及设计方法和应用可靠性技术；第5章重点介绍了绝缘栅双极晶体管（IGBT）结构、原理及特性，并简要介绍了IGBT派生结构与SJIGBT的特性，以及IGBT的设计方法与应用可靠性和失效问题；第6章是电力半导体器件的功率集成技术，主要介绍了功率集成电路（PIC）和功率模块（PM）的衬底材料制备技术、PIC中横向高压器件的结构、特性及隔离技术，以及功率模块的特性、内部各种电连接与散热等技术；第7章是电力半导体器件的结终端技术，主要介绍了结终端结构的设计方法与耐压机理，并针对浅结器件和深结器件分别介绍了几种新的终端结构；第8章是电力半导体器件的制造技术，详细介绍了衬底材料制备技术、芯片制造的基本工艺技术、封装技术，以及寿命控制与硅-硅直接键合等特殊技术；第9章介绍了电力半导体器件的驱动、串并联、保护及热传导等应用共性技术；第10章介绍了电力半导体器件的数值分析与仿真技术，以及常用软件的使用方法。
　　本书的编写内容结合了作者多年来在电力半导体器件方面的研究成果。书中关于SJMOS的仿真工作由硕士生孙军同学完成，TPMOS的仿真工作由硕士生孙丞、庞超同学完成，IGCT的仿真工作分别由硕士生孙永生、付凯、孙海刚及王允等同学完成，IGBT的仿真工作由硕士生贺东晓同学完成，LDMOS的仿真工作由硕士生于凯同学完成，结终端的仿真工作由硕士生王一宇同学完成，热特性的仿真工作由硕士生杨鹏飞同学完成，在此对他们的工作表示感谢。此外，在本书的校对过程中还得到了硕士生张军亮、赵晨凯、高秀秀、张磊、井亚会、杨晶、李丹及刘雯娇等同学的支持，在此也一并表示感谢。
　　本书编写过程中，得到了西安理工大学陈治明教授、聂代祚教授，以及西安工程大学高勇教授的支持和帮助，特别是聂代祚教授对本书的内容提出了非常好的修改意见，在此深表感谢。本书中的IGCT与快速软恢复二极管等内容是在国家自然科学基金项目（50877066，51077110）资助下完成的，在此对国家自然科学基金委的大力资助表示衷心感谢!本书内容涉及面较宽，由于作者水平有限，编写时间较长，且电力半导体器件处于快速发展之中，书中难免有错漏之处，恳请广大读者批评指正。
　　本书编写提纲曾由“电力电子新技术系列图书”编委会组织审查，并提出宝贵意见，作者在此向他们深表谢意。
　　作者2014年2月于西安

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