透明氧化物半导体

目录 v
vi 透明氧化物半导体

目录

前言

绪论1

第1章氧化物薄膜的制备技术5

1 1真空蒸发技术6

1 1 1金属和化合物蒸发6

1 1 2蒸发源的加热装置9

1 2MBE技术12

1 3溅射技术14

1 3 1双极直流反应溅射15

1 3 2偏压溅射16

1 3 3射频溅射18

1 3 4磁控溅射19

1 3 5离子束溅射22

1 4离子镀技术23

1 5CVD技术24

1 5 1APCVD和LPCVD技术25

1 5 2PECVD技术26

1 5 3MOCVD技术27

1 6溶液镀膜技术30

1 6 1喷涂高温分解30

1 6 2浸涂技术31

1 6 3化学溶解生长31

1 6 4sol gel技术32

1 7阳极氧化技术33

1 7 1阳极氧化技术33

1 7 2等离子体阳极氧化技术34

参考文献36

第2章氧化物半导体基础41

2 1金属氧化物晶体结构41

2 1 1MO 型金属氧化物的典型晶体结构41

2 1 2MO2型金属氧化物晶体的典型晶体结构42

2 1 3M2O3型金属氧化物的典型晶体结构43

2 2金属氧化物的缺陷44

2 2 1金属氧化物晶体缺陷类型44

2 2 2金属氧化物晶体点缺陷理论基础45

2 3金属氧化物半导体的电学性质50

2 3 1金属氧化物半导体的电子结构51

2 3 2金属氧化物半导体的载流子浓度52

2 3 3金属氧化物半导体载流子输运散射机制54

2 4氧化物半导体的磁学性质57

2 4 1稀磁氧化物半导体的掺杂元素58

2 4 2氧化物半导体的铁磁性起源60

2 5透明氧化物半导体的光学性质62

2 5 1透明氧化物半导体的光学常数62

2 5 2Burstein Moss移动67

2 5 3透明氧化物半导体薄膜的PL特性70

2 6金属氧化物半导体的气敏特性74

参考文献76


目录 vii
vi 透明氧化物半导体
第3章ZnO薄膜81

3 1ZnO薄膜的晶体结构82

3 1 1ZnO的晶体结构82

3 1 2ZnO薄膜的XRD谱84

3 1 3ZnO薄膜的Raman谱86

3 1 4ZnO薄膜的RHEED图案88

3 1 5ZnO薄膜的HRTEM图像90

3 2ZnO的电子结构90

3 3ZnO的本征点缺陷92

3 4ZnO薄膜的电学性质94

3 4 1本征ZnO的弱n型导电94

3 4 2ZnO的掺杂96

3 4 3ZnO薄膜载流子散射机制99

3 5ZnO薄膜的磁学性质和压电性质100

3 5 1ZnO基稀磁半导体100

3 5 2ZnO薄膜的压电性质 102

3 6ZnO薄膜的光学性质103

3 6 1ZnO薄膜的光透射谱103

3 6 2ZnO薄膜的PL特性105

3 6 3ZnO薄膜的激子受激发射特性108

参考文献109

第4章SnO2薄膜114

4 1SnO2薄膜的晶体结构115

4 1 1SnO2的晶体结构115

4 1 2SnO2薄膜的XRD谱116

4 1 3SnO2薄膜的Raman谱120

4 1 4SnO2薄膜的TEM和HRTEM图像123

4 1 5SnO2薄膜的XPS谱125

4 1 6SnO2薄膜的RBS谱127

4 2金红石SnO2的电子结构127

4 3SnO2薄膜的电学性质129

4 3 1金红石SnO2的本征缺陷129

4 3 2金红石SnO2薄膜的掺杂131

4 3 3金红石SnO2薄膜载流子散射机制133

4 3 4铌铁矿SnO2薄膜的电学性质135

4 4SnO2薄膜的磁学性质136

4 5SnO2薄膜的光学特性137

4 5 1SnO2薄膜的光透射谱138

4 5 2SnO2薄膜的PL特性141

4 6金红石SnO2薄膜的气敏特性144

参考文献145

第5章TiO2薄膜151

5 1TiO2薄膜的晶体结构152

5 1 1TiO2的晶体结构152

5.1.2TiO2薄膜的XRD谱153

5 1 3TiO2薄膜的Raman谱157

5 1 4TiO2薄膜的XPS谱159

5 1 5TiO2的RBS谱159

5 2TiO2的电子结构161

5 3TiO2的本征点缺陷164

5 4TiO2薄膜的电学性质168

5 5TiO2薄膜的磁学性质173

5 6TiO2薄膜的光学性质175

5 6 1TiO2薄膜的光透射谱175

5 6 2TiO2薄膜的PL特性177

5 6 3TiO2薄膜的光学常数179

5 7TiO2薄膜的光催化特性181

参考文献183

目录 ix
viii 透明氧化物半导体
第6章In2O3薄膜190

6 1In2O3薄膜的晶体结构190

6 1 1In2O3薄膜的晶体结构190

6 1 2In2O3薄膜的XRD谱192

6 1 3In2O3薄膜的Raman谱195

6 1 4In2O3薄膜的HRTEM图像197

6 1 5In2O3薄膜的XPS谱200

6 1 6In2O3薄膜的RBS谱201

6 2In2O3的电子结构203

6 3In2O3薄膜的电学性质205

6 3 1In2O3的本征点缺陷205

6 3 2In2O3薄膜的电导特性207

6 3 3In2O3薄膜载流子散射机制211

6 4In2O3薄膜的磁学性质212

6 5In2O3薄膜的光学性质213

6 5 1In2O3薄膜的光透射谱214

6 5 2In2O3薄膜的PL特性216

6 5 3In2O3薄膜的光学常数217

6 6In2O3薄膜的气敏特性220

参考文献222

第7章Ga2O3薄膜227

7 1Ga2O3薄膜的晶体结构228

7 1 1Ga2O3的晶体结构228

7 1 2Ga2O3薄膜的XRD谱229

7 1 3β Ga2O3的薄膜HRTEM图像232

7 1 4β Ga2O3薄膜的Raman谱235

7 1 5β Ga2O3的XPS谱237

7 1 6Ga2O3薄膜的RBS谱238

7 2Ga2O3的电子结构239

7 3Ga2O3薄膜的电学性质242

7 3 1Ga2O3的点缺陷242

7 3 2Ga2O3薄膜的电学性质244

7 4Ga2O3薄膜的光学性质246

7 4 1Ga2O3薄膜的光透射谱246

7 4 2Ga2O3薄膜的PL特性249

7 4 3Ga2O3的薄膜CL特性252

7 4 4Ga2O3薄膜的光学常数254

7 5β Ga2O3薄膜的气敏特性256

参考文献258


第8章MgZnO薄膜263

8 1MgZnO薄膜的晶体结构264

8 1 1MgZnO薄膜的晶体结构264

8 1 2MgZnO薄膜的XRD谱265

8 1 3MgZnO薄膜的Raman谱269

8 1 4MgZnO薄膜的AFM图像270

8 1 5MgZnO薄膜的TEM和HRTEM图像271

8 1 6MgZnO的XPS谱273

8 1 7MgZnO薄膜的RBS谱275

8 2MgZnO的电子结构276

8 3MgZnO薄膜的电学和磁学性质280

8 3 1MgZnO薄膜的电学性质280

8 3 2MgZnO薄膜的磁学性质282

8 4MgZnO的光学性质283

8 4 1MgZnO薄膜的光透射谱283

8 4 2MgZnO薄膜的PL特性286

8 4 3MgZnO薄膜的长波光学声子性质290

8 4 4MgZnO薄膜的光学常数292

参考文献296

第9章GaInO和InGaZnO薄膜299

9 1引言299

9 2GaInO薄膜299

9 2 1GaInO薄膜的晶体结构300

9 2 2GaInO薄膜的电学性质307

9 2 3GaInO薄膜的光学性质309

9 3InGaZnO薄膜311

9 3 1InGaZnO薄膜的晶体结构312

9 3 2InGaZnO薄膜的电学性质315

9 3 3InGaZnO薄膜的光学性质325

参考文献326



目录 ix
x 透明氧化物半导体

第10章透明氧化物电子学330

10 1引言330

10 2透明氧化物薄场效应膜晶体管332

10 2 1c IGZO TFT333

10 2 2a IGZO TFT335

10 2 3ZnO TFT344

10 3紫外发光二极管和激光二极管349

10 3 1UV LED350

10 3 2UV LD356

10 4透明UV探测器359

参考文献363

索引368

《半导体科学与技术丛书》已出版书目376

彩图377