前言

現階段無論是在消費級快充、服務器與數據中心電源，還是在車載輔助電源、射頻與工業(yè)電力電子領域，氮化鎵都以其高擊穿場強、低寄生參數和優(yōu)異的高頻特性，獲得廣泛應用。然而，真正理解氮化鎵更需要從材料、生長、器件結構、系統(tǒng)應用的完整認知。

基于此，我們梳理并推薦了這一批氮化鎵領域的經典與前沿書籍，覆蓋氮化鎵材料與外延、生長工藝、功率器件物理、可靠性、建模仿真以及工程應用等多個維度。這些著作包括多位奠基級學者的權威總結，也涵蓋了面向工程落地與產業(yè)應用的實踐指南，適合電子行業(yè)初學者系統(tǒng)學習或參考。

氮化鎵行業(yè)好書

充電頭網將文中氮化鎵行業(yè)好書整理為上表，方便讀者查閱，書籍內容我們將在下文為您介紹。

Nitride Semiconductor Devices: Principles and Simulation

中文譯名：氮化物半導體器件：原理與仿真

作者：Joachim Piprek

作者國籍：德國

出版時間：2007年

內容概述

本書強調器件物理建模與數值仿真，是首部全面闡述氮化鎵器件的物理原理、數學模型和實用仿真的專著。本書對現代器件概念和模型進行了綜述，旨在為對利用計算機仿真進行氮化鎵器件設計和分析感興趣的科學家和器件工程師提供參考。

Epitaxial Growth of III-Nitride Compounds

中文譯名：III-氮化物化合物外延生長

作者：Bernard Gil

作者國籍：法國

出版時間：2010年

內容概述

本書全面闡述了III族氮化物化合物外延生長的機制，并運用結合第一性原理計算、經驗原子間勢和蒙特卡羅模擬的先進計算方法進行深入研究。書中探討了III族氮化物化合物外延生長過程中表面結構和元素生長過程的重要理論方面。此外，本書還討論了III族氮化物半導體薄膜的先進基本結構和電子性質、表面結構、基本生長過程以及新穎行為。因此，本書將吸引所有希望深入了解晶體生長及其在III族氮化物化合物中應用的科研人員、工程師和研究生。

Nitride Semiconductor Devices: Fundamentals and Applications

中文譯名：氮化物半導體器件：基礎與應用

作者：Zhe Chuan Feng

作者國籍：美國

出版時間：2013年

內容概述

本書清晰地闡述了半導體和器件物理與工程的必要基礎知識，引導讀者了解相關基本問題，從而能夠跟上最新的技術研究。書中還涵蓋了重要的應用領域，包括LED和照明、半導體激光器、大功率開關器件和探測器。這種平衡且與時俱進的論述方式，使本書成為電子行業(yè)學生和專業(yè)人士必備的學習工具。

III-Nitride Semiconductors and their Modern Devices

中文翻名：III-氮化物半導體及其現代器件

作者：Bernard Gil

作者國籍：法國

出版時間：2013

內容概述

本書致力于介紹氮化鎵及其合金AlGaInN（III-V族氮化物），這些半導體具有優(yōu)異的固有特性，非常適合用于可見光和紫外光發(fā)射以及在高溫、高頻和嚴苛環(huán)境下工作的電子器件。與氮化鎵相關的工業(yè)活動發(fā)展迅猛，目前氮化鎵在所有半導體中排名第二（僅次于硅）。這主要歸功于發(fā)光二極管，但也得益于激光器以及高功率和高頻電子器件的出現。氮化鎵相關的研究活動也在不斷多元化，涵蓋了從先進光源和單電子器件到物理、化學和生物傳感器、光探測器和能量轉換器等諸多領域。

本書匯集了氮化物及其技術的最新進展，各章節(jié)均由該領域的全球領軍人物撰寫。本書是B. Gil主編的系列叢書的第三卷，是對前兩卷的補充，旨在為廣大讀者呈現氮化物及其器件的現代發(fā)展前景。

GaN Power Devices for Efficient Power Conversion

中文譯名：用于高效電力轉換的GaN

作者英文名：Alex Lidow

作者國籍：美國

出版時間：2014 年

內容概述

本書從產業(yè)視角出發(fā)，系統(tǒng)介紹 GaN 功率器件的工作原理、驅動方式、封裝與系統(tǒng)設計要點，是第一批面向工程師而非材料學者的 GaN 專著。書中大量討論高頻化、低損耗對功率密度的影響，尤其適合閱讀于消費快充、電源模塊與服務器電源設計階段。

III-Nitride Electronic Devices

中文譯名：III-N 氮化物電子器件

作者：Hiroshi Amano

作者國籍：日本

出版時間：2015 年

內容概述

本書重點介紹氮化鎵高電子遷移率晶體管，它是射頻功率應用領域（例如5G通信、航天和國防）最具發(fā)展前景的晶體管技術。內容涵蓋了預測射頻電子電路射頻功率性能所需的精確小信號模型、GaN HEMT的大信號建模、以及幫助射頻電路設計人員優(yōu)化基于GaN HEMT的功率放大器和集成電路的精確緊湊的物理模型等。此外，本書還介紹了GaN HEMT的熱阻建模、基于電荷的緊湊模型和基于表面電勢的模型，用于研究柵極漏電流對GaN HEMT射頻功率性能的影響。本書還涉及GaN HEMT本征電荷和表面電勢的解析建模、電荷俘獲的物理建模、基于神經網絡的GaN HEMT模型、基于數值方法的GaN HEMT模型、GaN HEMT短溝道效應建模、寄生電容和電阻建模、HGaN HEMT電流崩塌和扭結效應建模等。本書對工業(yè)界和學術界都將有所裨益。

Modeling of AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors

中文譯名：AlGaN/GaN 高電子遷移率晶體管建模

作者：R. Quay

作者國籍：德國

出版時間：2015年

內容概述

本書重點介紹了該技術所推動的兩大主要技術領域：射頻（RF）和電力電子應用。本書涵蓋的主題范圍廣泛，不僅使讀者對材料、器件、電路和應用有了基本的了解，還展現了該技術的未來發(fā)展方向。具體章節(jié)包括：III族氮化物材料的電子特性和III族氮化物高電子遷移率晶體管（HEMT）的基礎知識、III族氮化物電子器件的外延生長、III族氮化物微波功率晶體管、III族氮化物毫米波晶體管、III族氮化物橫向晶體管功率開關、III族氮化物垂直器件、基于物理的建模、III族氮化物HEMT的熱管理、III族氮化物晶體管的射頻/微波應用/無線電力傳輸等等。

Technology of Gallium Nitride Crystal Growth

中文譯名：GaN單晶生長技術

作者：Yoshinao Kumagai

作者國籍：日本

出版時間：2015年

內容概述

本書探討了采用HVPE、MOCVD、氨熱法和助熔劑法生長GaN單晶的重要技術細節(jié)，旨在實現獨立式GaN晶片的生產。來自工業(yè)界和學術界的頂尖專家全面報告了當前最先進的生長技術，并對GaN晶體的光學和結構特性進行了比較。

Doping Modification and Magnetic Mechanism of Low-Dimensional Gallium Nitride Nanomaterials

中文名：低維氮化鎵納米材料摻雜改性及磁性機理

作者：陳國祥（Chen Guoxiang）、王豆豆（Wang Doudou）

作者國籍：中國

出版時間：2017年

內容概述

《低維氮化鎵納米材料摻雜改性及磁性機理》系統(tǒng)地研究了低維氮化鎵納米材料的穩(wěn)定性、電子、磁性等性質。全書共包括7章：第1章為本書概述；第2章詳細地介紹了*一性原理方法；第3至第7章采用基于密度泛函框架下的*一性原理系統(tǒng)研究了填充GaN納米管、缺陷和摻雜GaN納米帶、吸附和摻雜GaN單層納米片、二維GaN/SiC納米片的穩(wěn)定性、電子、磁學特性和磁性起源機理。

Power GaN Devices: Materials, Applications and Reliability

中文譯名：功率GaN器件：材料、應用與可靠性

作者：Matteo Meneghini

作者國籍：意大利

出版時間：2017年

內容概述

該書重點聚焦GaN功率器件的可靠性問題，包括動態(tài)導阻、電荷俘獲、熱退化和長期老化機理。非常適合用于工業(yè)電源、服務器電源、車規(guī)GaN的可靠性設計與壽命評估，是偏工程落地的技術書。

GaN Transistors for Efficient Power Conversion

中文譯名：高效功率變換用GaN晶體管

作者英文名：Umesh K. Mishra, Edward A. Jones

作者國籍：美國

出版時間：2017年

內容概述

本書由氮化鎵功率器件領域的奠基級人物Mishra教授主筆，系統(tǒng)講解增強型與耗盡型 GaN 晶體管在高效電能變換中的物理基礎、器件結構與關鍵參數，如導通電阻、寄生電容、動態(tài)導阻與柵極可靠性。書中重點結合 AC-DC、DC-DC、LLC、圖騰柱PFC等應用，分析GaN相比 Si MOS與 SiC 的系統(tǒng)級優(yōu)勢，是理解快充、服務器電源中GaN替代邏輯的經典參考。

Nitride Semiconductor Technology: Power Electronics and Optoelectronic Devices

中文譯名：氮化物半導體技術：電力電子與光電子器件

作者：Joachim Piprek

作者國籍：德國

出版時間：2018年

內容概述

本書深入探討了材料的可靠性問題，并就如何將其與二維材料集成以開發(fā)新型高頻高功率器件提出了建議。此外，本書還回顧了該領域的最新進展。本書面向材料科學家、半導體物理學家、半導體行業(yè)專業(yè)人士、電氣工程師和電工行業(yè)專業(yè)人士，匯集了氮化物半導體在功率電子和光電子應用領域的最新信息。

GaN Power Devices and Applications

中文譯名：GaN功率器件與應用

作者：B. Jayant Baliga

作者國籍：美國

出版時間：2019年

內容概述

該書從寬禁帶功率器件的整體框架切入，系統(tǒng)對比 Si、SiC與GaN的材料極限、擊穿場強與系統(tǒng)適配能力。重點章節(jié)聚焦 GaN 在高頻DC-DC、PFC、無線電源及車載輔助電源中的應用，對理解GaN適合干什么、不適合干什么非常有幫助。

GaN Based Semiconductor Heterostructures and Two Dimensional Electron Gas

中文譯名：氮化鎵基半導體異質結構及二維電子氣

作者：沈波（Shen Bo）、唐寧（Tang Ning）

作者國籍：中國

出版時間：2021年

內容概述

本書基于國內外GaN基電子材料和器件的發(fā)展現狀和趨勢, 從晶體結構、能帶結構、襯底材料、外延生長、射頻電子器件和功率電子器件研制等方面詳細論述了GaN基半導體異質結構和二維電子氣的物理性質、國內外發(fā)展動態(tài)、面臨的關鍵科學技術問題、主要的材料和器件研發(fā)成果及其應用情況和發(fā)展前景。

Gallium Nitride Microwave Power Devices

中文名：氮化鎵微波功率器件

作者：馬曉華（Ma Xiaohua）、鄭雪峰(Zheng XueFeng)、張進成（Zhang Jincheng）

作者國籍：中國

出版時間：2023年

內容概述

氮化鎵微波功率器件自出現，無論是技術還是應用均取得了快速發(fā)展，已廣泛應用于新一代移動通信、相控陣雷達等領域，獲得了廣泛關注。為了推動氮化鎵知識的普及，加大業(yè)內人士對氮化鎵技術的了解，本書作者結合多年一線技術實踐特意編撰本專著。主要內容包括高質量氮化物薄膜材料生長技術、氮化物異質結構外延設計、氮化鎵微波功率器件技術、微波功率器件新型工藝、微波功率器件建模技術、新型氮化鎵微波功率器件等。

Silicon-based gallium nitride epitaxial materials and chips

中文名：硅基氮化鎵外延材料與芯片

作者：李國強（Li Guoqiang）

作者國籍：中國

出版時間：2025

內容概述

本書共8章。其中，第1章介紹Si基GaN材料與芯片的研究意義，著重分析了GaN材料的性質和Si基GaN外延材料與芯片制備的發(fā)展歷程。第2章從Si基GaN材料的外延生長機理出發(fā)，依次介紹了GaN薄膜、零維GaN量子點、一維GaN納米線和二維GaN生長所面臨的技術難點及對應的生長技術調控手段。第3～7章依次介紹了Si基GaNLED材料與芯片、Si基GaN高電子遷移率晶體管、Si基GaN肖特基二極管、Si基GaN光電探測芯片和Si基GaN光電解水芯片的工作原理、技術瓶頸、制備工藝以及芯片性能調控技術，并介紹了上述各種Si基GaN芯片的應用與發(fā)展趨勢。第8章對Si基GaN集成芯片技術進行了闡述。

充電頭網總結

本文提到的這份書單有助于建立一條清晰的氮化鎵技術認知路徑，從晶體生長與外延材料出發(fā)，理解材料的物理極限，再到GaN功率器件結構、建模和可靠性問題，最終落到實際應用。對于初學者而言，這些書籍有助于初學者建立對GaN技術全貌的系統(tǒng)認知，是理解器件選型邏輯、可靠性邊界與應用適配性的長期參考。