圖解入門功率半導體基礎與工藝精講（原書第2版）

佐藤淳一
京都大學工學研究生院碩士。
1978年，加入東京電氣化學工業股份有限公司（現TDK）；1982年，加入索尼股份有限公司。
一直從事半導體和薄膜設備，以及工藝技術的研發工作。
期間，在半導體尖端技術（Selete）創立之時被借調，擔任長崎大學工學部兼職講師、半導體行業委員會委員。

著有書籍
《CVD手冊》
《圖解入門——半導體製造設備基礎與構造精講（原書第3版）》
《圖解入門——功率半導體基礎與機制精講（原書第2版）》
《圖解入門——半導體製造工藝基礎精講（原書第4版）》

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功率半導體的應用/
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晶體管結構的差異/
一般的MOSFET/
功率MOSFET/
晶體管的區別/
俯視晶體管結構/
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晶體管的基本知識及操作/
開關是什麼？/
晶體管是什麼？/
2.4雙極晶體管的基本知識和操作/
什麼是雙極晶體管？/
雙極晶體管的原理/
雙極晶體管的連接/
2.5MOS型二極管的基礎知識和操作/
MOS型是什麼？/
半導體設備各部分的功能/
MOS型二極管的作用和開/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？/
雙極晶體管和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單嚮導通的二極管/
二極管與整流作用/
二極管的實際整流作用/
整流作用的原理/
3.2大電流雙極晶體管/
雙極晶體管是什麼？/
為什麼需要高速開關/
雙極晶體管原理/
雙極晶體管的操作點/
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/
晶閘管的應用/
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/
日本企業裡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應用/
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/
按端口數量和結構分類/
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/
功率模塊是什麼？/
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的應用/
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/
晶體管結構的垂直視圖/
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/
什麼是回流二極管？/
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芯片黏接的特點/
什麼是芯片黏接？/
功率半導體的黏接工藝/
9.10用於黏合的導線也較粗/
什麼是銲線？/
與引線框架的連接/
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智能電網和功率半導體/
什麼是智能電網？/
智能就是時尚/
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/
電動摩託等/
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詞嗎？/
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/