第三代半导体材料及应用  080501M05021H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:李晋闽,闫建昌,刘兴昉
授课时间: 星期五,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼407
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 080501M05021H 课时: 42 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:李晋闽,闫建昌,刘兴昉 助教:
英文名称: Third Generation Semiconductor Materials and Their Application 召集人:

教学目的、要求

本课程为半导体和材料学科各专业硕士生和博士生的普及课,是进一步深入学习和理解半导体材料及应用等知识的专业普及课。主要授课对象是光电子、微电子和材料专业的学生,物理专业的学生也可以选学。第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌(ZnO)为代表的一系列半导体材料,本课程内容包括第三代半导体材料的性质和制备技术,基于第三代半导体材料的各种光电器件、电力电子器件、射频微波器件、激光器和探测器件等半导体器件研究状况,第三代半导体材料和器件在照明、家用电器、消费电子设备、新能源汽车、智能电网及国防安全等领域的应用概况等。本课程让有志于从事半导体科技和产业的研究生了解第三代半导体技术及产业的全貌,有助于其后续研究工作的深入及交叉融合;通过介绍相关半导体材料和器件在生活生产的实际应用,加深学生对半导体材料和科技实用性的体会,激发启迪学生投身于半导体科技的热情和灵感。

预修课程

固体物理、半导体物理、半导体器件物理等

教 材

《宽禁带化合物半导体材料与器件》(朱丽萍,何海平,著,浙江大学出版社)

主要内容

第一章 半导体材料:从第一代到第三代,2学时

介绍从传统的第1代、第2代半导体材料硅(Si)和砷化镓(GaAs)到第三代半导体的发展历程。

第二章 氮化镓材料的性质及制备方法,6学时

介绍GaN、AlN、InN及其合金材料,通过MOCVD、MBE、HVPE、PVT等不同制备方法制备薄膜材料、单晶体材料及三维纳米材料的发展状况

第三章 基于氮化镓材料的光电子器件及产业化,6学时

介绍GaN基发光二极管、激光二极管、探测器、太阳能电池的核心结构和关键工艺,其产业化进程及发展趋势,目前这些器件在半导体照明、新型显示、安全能源等领域的应用。

第四章 基于氮化镓材料的微电子器件及产业化,6学时

介绍GaN基功率射频器件、开关器件的研究状况和产业化现状,这些器件在国防安全、通讯基站、新能源汽车、智能电网等领域的应用。

第五章 碳化硅材料的性质和制备方法,2学时

介绍碳化硅材料的不同晶型及制备方法

第六章 基于碳化硅材料的微电子器件及产业化,6学时

介绍基于SiC材料的SBD、MOSFET等各种电子器件,及其在消费类电子、新能源、轨道交通等领域的应用。

第七章 金刚石材料制备及应用,2学时

介绍金刚石材料的研究进展及潜在重要应用。

第八章 氧化锌材料制备及应用,6学时

介绍氧化锌材料的性质、制备方法,氧化锌材料在纳米能源领域的应用。

第九章 其它新型宽禁带半导体材料及应用展望,4学时

介绍氧化镓等材料的研究进展及未来应用前景。

参考文献

《氮化物宽禁带半导体材料与电子器件》(郝跃,著,科学出版社)

《碳化硅半导体材料与器件》(迈克尔?舒尔(Michael Shur)著,电子工业出版社)