9787560345192 半导体物理性能手册 第3卷(下) 哈尔滨工业大学出版社 (日) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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日足立贞夫 著

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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560345192

商品编码：29534831707

包装：平装

出版时间：2014-04-01

基本信息

书名：半导体物理性能手册 第3卷(下)

定价：138.00元

作者：(日)足立贞夫

出版社：哈尔滨工业大学出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787560345192

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《半导体物理性能手册》介绍了各族半导体、化合物半导体的物理性能，包括：StructuralProperties结构特性ThermalProperties热学性质ElasticProperties弹性性质PhononsandLatticeVibronicProperties声子与晶格振动性质CollectiveEffectsandRelatedProperties集体效应及相关性质Energy-BandStructure：Energy-BandGaps能带结构：能带隙Energy-BandStructure：ElectronandHoleEffectiveMasses能带结构：电子和空穴的有效质量ElectronicDeformationPotential电子形变势ElectronAffinityandSchottkyBarrierHeight电子亲和能与肖特基势垒高度OpticalProperties光学性质Elastooptic，Electrooptic，andNonlinearOpticalProperties弹光、电光和非线性光学性质CartierTransportProperties载流子输运性质适用对象包括材料、微电子学、电子科学与技术等专业的本科生和研究生，以及从事半导体研究的专业人员。

目录

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PrefaceAcknowledgementsContents of Other Volumes10 Cubic Cadmium Sulphide (c-CdS)11 Wurtzite Cadmium Sulphide (w-CdS)12 Cubic Cadmium Selenide (c-CdSe)13 Wurtzite Cadmium Selenide (w-CdSe)14 Cadmium Telluride (CdTe)15 Cubic Mercury Sulphide (β-HgS)16 Mercury Selenide (HgSe)17 Mercury Telluride (HgTe)

作者介绍

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文摘

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序言

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《精密陶瓷材料在高性能电子器件中的应用研究》 前言 随着科技的飞速发展，高性能电子器件在现代社会中的作用日益凸显，从微电子芯片的运算能力到先进通信技术的信号传输，再到新能源领域的能量转换，都对材料提出了更为严苛的要求。在众多先进材料中，精密陶瓷因其独特的物理、化学和机械性能，在高性能电子器件的开发和应用中扮演着越来越重要的角色。本书聚焦于精密陶瓷材料在高性能电子器件领域的应用研究，旨在系统梳理和深入探讨当前该领域的研究进展、关键技术瓶颈以及未来发展趋势。 第一章：精密陶瓷材料的分类与性能特点 本章将对精密陶瓷材料进行系统性的分类，并详细阐述其关键性能特点。我们将从以下几个方面展开： 1. 氧化物陶瓷： 氧化铝（Al₂O₃）： 介绍其高硬度、高强度、优异的绝缘性和耐高温性，以及在电子封装、基板材料、传感器等方面的应用。探讨不同晶型（如α-Al₂O₃）及其对性能的影响。 氧化锆（ZrO₂）： 重点分析其高韧性、优异的耐磨性和良好的热障性能，以及在压电陶瓷、氧传感器、高温结构件中的应用。介绍稳定化ZrO₂（如Y-TZP）的制备和性能优势。 氧化镁（MgO）： 阐述其高熔点、良好的导热性和绝缘性，以及在高温绝缘体、电容器介电材料等方面的应用。 二氧化钛（TiO₂）： 讲解其高介电常数、光催化活性和良好的生物相容性，以及在多层陶瓷电容器（MLCC）、光电器件、生物陶瓷等方面的应用。 2. 非氧化物陶瓷： 氮化硅（Si₃N₄）： 深入探讨其高强度、高硬度、优异的抗热震性和耐磨性，以及在高温轴承、发动机部件、电子封装材料等方面的应用。 碳化硅（SiC）： 重点分析其高硬度、高导热性、优异的耐高温和耐腐蚀性能，以及在功率器件、传感器、耐磨件等方面的应用。探讨不同晶型（如α-SiC, β-SiC）及其对性能的影响。 氮化铝（AlN）： 强调其极高的导热系数、优异的电绝缘性和良好的热膨胀匹配性，是高性能电子器件散热和封装的理想材料。 3. 复合陶瓷： 介绍由不同陶瓷或陶瓷与其他材料（如金属、聚合物）组成的复合材料。分析复合陶瓷如何通过优势互补来获得传统陶瓷难以实现的综合性能，例如提高韧性、改善导热性或调整介电性能。 4. 精密陶瓷的关键性能指标： 机械性能： 硬度、强度（抗压、抗弯、抗拉）、断裂韧性、耐磨性。 热学性能： 热导率、热膨胀系数、热震稳定性、耐高温性。 电学性能： 介电常数、介电损耗、绝缘电阻、击穿电压、压电性能、铁电性能。 化学性能： 耐腐蚀性、化学稳定性。 光学性能： 透光性、折射率（对于特定应用）。 第二章：精密陶瓷材料在高性能电子器件中的应用 本章将详细阐述精密陶瓷材料在各类高性能电子器件中的具体应用，重点关注其发挥的关键作用和技术优势。 1. 多层陶瓷电容器（MLCC）： 介绍MLCC的基本结构和工作原理。 阐述钛酸钡（BaTiO₃）基陶瓷作为介电材料的性能要求，如高介电常数、低介电损耗、良好的温度稳定性。 讨论如何通过微观结构调控（如晶粒尺寸、晶界特性）和添加助烧剂来优化MLCC的电性能和可靠性。 分析高容MLCC、高压MLCC等特种MLCC的发展趋势，以及精密陶瓷在该领域的贡献。 2. 半导体器件封装材料： 分析电子器件封装对材料提出的要求：高可靠性、良好的导热性、匹配的热膨胀系数、优异的电绝缘性、低应力。 介绍氧化铝、氮化铝、氮化硅等陶瓷在陶瓷封装基板、盖板、芯片载体中的应用。 探讨陶瓷与金属、硅芯片之间的界面可靠性问题，以及如何通过表面处理和连接技术来提高封装的稳定性和寿命。 分析在高温、高湿、高应力环境下，陶瓷封装材料的性能表现。 3. 传感器件： 氧传感器： 介绍氧化锆基陶瓷作为固体电解质在汽车尾气排放控制、工业过程监测等领域的应用。分析其氧离子导电机制，以及如何通过掺杂提高电导率和稳定性。 气体传感器： 探讨氧化物陶瓷（如TiO₂, SnO₂）在气体检测中的应用，分析其气敏机理（如表面吸附、氧化还原反应），以及如何通过掺杂和形貌调控来提高敏感度和选择性。 温度传感器： 介绍陶瓷热敏电阻（如氧化锰、氧化镍）的工作原理，以及其在高温环境下的应用优势。 压电陶瓷传感器： 阐述锆钛酸铅（PZT）基压电陶瓷在压力传感器、加速度传感器、超声换能器等领域的应用，分析其压电效应和工作机理。 4. 功率电子器件： 绝缘栅双极晶体管（IGBT）、MOSFET的基板材料： 强调对高导热性、高绝缘性和良好热膨胀匹配性的需求，以及氮化铝、氮化硅陶瓷在该领域的优势。 碳化硅（SiC）功率器件： 深入介绍SiC材料在高温、高频、高电压功率器件领域的潜力，以及其在电力电子、电动汽车、航空航天等领域的重要应用前景。 5. 微波电子器件和射频（RF）器件： 介绍低介电损耗、高介电常数的陶瓷（如特定配方的氧化物陶瓷、镁铝尖晶石）在微波滤波器、天线、谐振器等器件中的应用。 分析陶瓷基板的低信号损耗和高频率性能优势。 第三章：精密陶瓷材料的制备与加工技术 本章将重点介绍精密陶瓷材料的常用制备方法和加工技术，以及这些技术如何影响材料的微观结构和最终性能。 1. 粉体制备技术： 固相反应法： 介绍其基本原理、优缺点，以及在工业生产中的应用。 湿化学法（溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热/溶剂热法）： 详细阐述这些方法如何获得高纯度、细颗粒、形貌可控的陶瓷粉体，以及它们在制备高性能陶瓷中的重要作用。 气相沉积法： 介绍其在高纯度、超细粉体制备中的应用。 2. 成型技术： 压制成型（干压、等静压）： 介绍其适用范围和特点。 流延成型（Tape Casting）： 重点介绍其在制备薄片状陶瓷基板和MLCC介电层中的应用。 注浆成型： 介绍其在大尺寸、复杂形状部件的制备中的应用。 注塑成型（Ceramic Injection Molding, CIM）： 阐述其在制备精密、复杂形状陶瓷件方面的优势。 3. 烧结技术： 固相烧结： 介绍其基本机理和影响因素（温度、时间、气氛）。 液相烧结： 阐述液相烧结如何降低烧结温度、促进致密化，以及其在获得高密度陶瓷中的作用。 放电等离子烧结（SPS）： 重点介绍SPS技术如何实现快速、低温烧结，从而获得具有细小晶粒、优异性能的陶瓷材料。 放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering, SPS）： 重点介绍SPS技术如何实现快速、低温烧结，从而获得具有细小晶粒、优异性能的陶瓷材料。 微波烧结： 介绍微波烧结在提高烧结效率、获得均匀微观结构方面的潜力。 4. 精密加工与表面处理： 切削、磨削、抛光： 介绍这些机械加工方法如何实现陶瓷的高精度尺寸和表面粗糙度要求。 激光加工： 探讨激光切割、打孔、表面改性等技术在陶瓷加工中的应用。 表面处理技术（如PVD, CVD）： 介绍如何通过表面涂层来改善陶瓷的耐磨性、耐腐蚀性或赋予其特殊功能。 第四章：精密陶瓷材料在高性能电子器件中的挑战与未来展望 本章将分析当前精密陶瓷材料在高性能电子器件领域面临的主要挑战，并展望未来的发展方向。 1. 技术挑战： 微观结构控制的精确性： 如何实现对晶粒尺寸、晶界、孔隙率等的精准调控，以获得最优的性能。 制备成本的降低： 高性能陶瓷的制备过程往往复杂且成本较高，如何开发更经济高效的制备技术是关键。 加工的难度： 陶瓷材料的硬度高、脆性大，精密加工和连接技术仍需不断改进。 可靠性和寿命评估： 如何准确评估陶瓷材料在复杂工作环境下的可靠性和长期稳定性，尤其是在极端条件下。 新材料的开发： 针对特定高性能需求，开发具有更优异性能的新型陶瓷材料。 绿色制造技术： 减少制备过程中的能耗和环境污染。 2. 未来发展趋势： 功能集成化： 发展集多种功能于一体的智能陶瓷材料，如同时具备传感、存储、驱动功能。 纳米陶瓷与超细晶陶瓷： 利用纳米效应和超细晶结构，获得传统陶瓷难以达到的力学、电学和光学性能。 多尺度设计与仿真： 借助先进的计算机模拟和设计工具，实现从原子、分子到宏观结构的材料设计。 智能化制造： 引入人工智能、大数据等技术，实现陶瓷材料制备过程的智能化控制和优化。 先进复合陶瓷： 开发具有更优异综合性能的陶瓷基复合材料，如陶瓷-金属复合材料（Cermets）、陶瓷-陶瓷复合材料。 生物电子器件应用： 探索精密陶瓷在生物传感器、植入式医疗器械等生物电子领域的应用。 极端环境应用： 推动陶瓷材料在航天航空、深海探测等极端环境下的应用。 结论 精密陶瓷材料凭借其独特的优异性能，已成为推动高性能电子器件发展的重要基石。从MLCC的微观结构调控到功率器件的散热与绝缘，再到传感器的灵敏与可靠，精密陶瓷的应用前景广阔。尽管面临制备成本、加工难度等挑战，但随着新技术的不断涌现和研究的深入，精密陶瓷材料必将在未来的电子信息、能源、环境等领域发挥更加举足轻重的作用。本书希望通过对精密陶瓷材料及其在高性能电子器件中应用的研究，为相关领域的研究人员、工程师和学生提供有益的参考和启示，共同推动这一重要材料科学领域的发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织，简直是为资深研究人员量身定制的逻辑流。它没有遵循我们大学教材那种从晶体结构到载流子运动的传统线性展开，而是更多地聚焦于功能性的模块划分。比如，它会专门开辟一整块内容来系统性地梳理“高频特性下的材料损耗模型”，这在很多综合性教材中往往是被一带而过的内容。我发现，当我在设计高Q值的射频滤波器时，书中对于介质损耗正切角（tanδ）随频率变化的详细建模和实验数据对比，帮我快速确定了最佳工作温度区间和材料配比。更令人称赞的是，它对于不同制造工艺带来的缺陷效应分析也做得非常到位，比如离子注入的损伤、薄膜沉积的界面态密度变化等，都配有相关的分析图谱和修正因子。这种高度的实用性和针对性，说明编写者对实际生产和研发过程中遇到的“疑难杂症”有着深刻的体会，使得这本书在面对前沿工程挑战时，能提供即时且富有洞察力的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我得承认，一开始我对“手册”这个定位是持保留态度的，总觉得手册就是各种数据的堆砌，缺乏系统性的理论深度。但这本书完全颠覆了我的认知。它并非仅仅罗列出硅、锗、砷化镓等材料的电导率、介电常数等静态参数，而是巧妙地将这些参数的推导过程、温度依赖性、掺杂浓度影响等动态变化规律融入了其中。举个例子，当讨论P-N结的反向击穿机制时，它不仅给出了击穿电压的经验公式，还深入剖析了雪崩倍增和齐纳击穿的微观机制，甚至引用了最新的量子隧穿效应模型进行佐证。这种既有宏观数据支撑，又有微观机理剖析的“双螺旋”结构，使得这本书的参考价值远远超出了普通手册的范畴。它迫使你不能仅仅停留在“查数据”的层面，而是必须理解数据背后的物理根源。对于我们实验室里进行新材料筛选和器件结构优化的工作来说，这种深度是不可或缺的，它为你提供的是“为什么”而不是仅仅“是什么”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名常年与高温半导体材料打交道的科研人员，我对书籍中对第三代半导体（如GaN、SiC）的论述尤为关注。令人惊喜的是，这本书并未将它们视为简单的补充材料，而是给予了足够的篇幅和深度。例如，在讨论GaN的高电子迁移率晶体管（HEMT）时，书中详细分析了其二维电子气（2DEG）的形成机制，以及如何通过AlGaN/GaN异质结的极性效应来调控载流子密度。尤其让我印象深刻的是，书中对工作在极端环境下的材料稳定性进行了详尽的阐述，包括在高温高湿条件下的界面钝化失效机理。这些内容往往是通用型半导体书籍所缺乏的，因为这些前沿材料的研究热点变化快，普通教材难以跟进。这本书的及时更新和深入探讨，体现了哈尔滨工业大学出版社在跟踪国际前沿技术方面的决心和能力，它不仅仅是一本记录历史的文献，更像是为我们探索未来半导体器件性能极限而提供的最新地图和指南针。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深邃的蓝色调与封面上那些复杂的电路图、晶体结构示意图交织在一起，立刻就能让人感受到其中蕴含的专业深度。我记得第一次翻开它的时候，那种纸张的质感就非常棒，厚实而细腻，完全不像那种廉价的印刷品，一看就是出版社用心打磨的作品。当然，光有好看的外表是没用的，我更关心的是内页的排版。他们对于公式的排布、图表的插入都处理得极其精妙，即便是面对那些涉及到能带理论、载流子输运的复杂数学表达，也不会让人感到眼花缭乱。特别是那些高精度的能带结构图，色彩的过渡和细节的刻画简直是教科书级别的典范，清晰到你几乎能“看”出电子是如何在晶格中跳跃的。这种对细节的极致追求，让我这个常年和半导体打交道的工程师，在查阅特定参数时能迅速定位，极大地提高了我的工作效率，而不是像某些参考书那样，为了凑字数而把版面搞得一团糟。可以说，光从物理层面上对这本书的“界面”进行评价，它已经超越了普通的参考书范畴，更像是一件精密的科学仪器，需要你以敬畏之心去对待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的翻译质量，老实说，在我接触过的所有引进的日系半导体技术书籍中，几乎是数一数二的。通常日文技术著作的特点是逻辑严密，但如果翻译不佳，那种晦涩感会成倍增加，让人抓耳挠腮。然而，这本《半导体物理性能手册》的译者团队显然对半导体领域有着深刻的理解，他们没有采取那种逐字翻译的僵硬手法，而是真正做到了“信、达、雅”的统一。比如，涉及到一些特定的半导体器件操作现象，比如“陷阱态”的描述，译者用了非常贴合国内工程语境的词汇，而不是生硬地直译过去，这使得我们在理解那些微妙的物理过程时，少走了很多弯路。我尤其欣赏其中对一些经典实验结果的描述部分，即便是没有配图，仅仅通过文字的梳理，你也能构建出一个清晰的实验场景和数据分析路径。这种高水准的文字功底，让这本书不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的前辈在耳边细细讲解，那种亲切感和准确性是机器翻译无论如何也无法比拟的，这对于我们这些需要将理论快速转化为实际应用的人来说，至关重要。