氧化物半导体物理特性的掺杂调控及其薄膜晶体管应用
发布时间：2023-05-05 23:23
透明导电氧化物半导体是一类既具有光学透明性又具备导电性的独特材料。由于具有良好的场效应迁移率、高的光学透明性和良好的环境稳定性,人们对于透明半导体材料的关注度越来越高。这类半导体材料可应用于下一代电子产品中,包括高性能、柔性和透明的电子应用,对其的科学调研和市场需求日益增加。与硅材料类似,根据导电类型,氧化物半导体可分为电子传输的n型半导体和空穴传输的p型半导体。由于此类材料普遍具有分散化的导带底和局域化的价带顶,所以n型材料的电导率、迁移率等电学参数大大优于p型材料。另一方面,虽然n型氧化物的电导率比较高,但过高的载流子浓度难以控制,导致其稳定性有待提升。氧化铜CuO是为数不多的p型氧化物半导体之一,相对于其他p型氧化物(如氧化亚铜Cu2O、氧化镍NiO、氧化亚锡SnO、铜铁矿系等等)来说,其化学态更稳定,资源更丰富,可调的光学性质也为其拓展了研究空间。而氧化铟In2O3是典型的n型氧化物半导体,广泛应用于光电显示产业的氧化铟锡(ITO)和氧化铟镓锌(IGZO)均是基于In2O3
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及发展现状
1.2 氧化物半导体薄膜的表征方法
1.2.1 X射线衍射技术
1.2.2 X射线光电子能谱技术
1.2.3 椭圆偏振光谱
1.3 薄膜晶体管的工作原理及参数提取
1.3.1 薄膜晶体管的工作原理
1.3.2 薄膜晶体管的参数提取
1.4 本文的研究意义和主要内容
1.5 本章小结
参考文献
第二章 Ni掺杂对CuO薄膜光学性质和能带结构的调控
2.1 Ni掺杂CuO的研究背景和发展现状
2.2 Cu1-xNixO薄膜的理论计算、制备工艺和表征测试
2.2.1 CuO和 Cu0.5Ni0.5O的理论计算
2.2.2 Cu1-xNixO薄膜的制备工艺
2.2.3 Cu1-xNixO薄膜的表征测试
2.3 CuO和 Cu0.5Ni0.5O的电子能带结构
2.4 Cu1-xNixO薄膜的结晶质量、表面形貌以及化学组分和价态分析
2.4.1 Cu1-xNixO薄膜的结晶质量分析
2.4.2 Cu1-xNixO薄膜的表面形貌分析
2.4.3 Cu1-xNixO薄膜的化学组分与价态分析
2.5 Cu1-xNixO薄膜基于椭偏的光学特性分析
2.5.1 Cu1-xNixO薄膜的光学常数分析
2.5.2 Cu1-xNixO薄膜的电子跃迁分析
2.6 本章小结
参考文献
第三章 Ni掺杂对CuO薄膜晶体管性能的调控
3.1 Ni掺杂CuO薄膜晶体管的研究背景及发展现状
3.2 Cu1-xNixO薄膜晶体管的制备及表征
3.2.1 Cu1-xNixO薄膜晶体管的制备
3.2.2 Cu1-xNixO薄膜晶体管的表征
3.3 Cu1-xNixO薄膜的椭圆偏振光谱分析
3.3.1 Cu1-xNixO薄膜的光学常数分析
3.3.2 Cu1-xNixO薄膜的复介电函数和电子跃迁分析
3.3.3 Cu1-xNixO薄膜的吸收系数和光电导分析
3.4 Cu1-xNixO薄膜晶体管的电学性能分析
3.5 本章小结
参考文献
第四章 Hf掺杂对In2O3 晶体管偏压稳定性的改善
4.1 Hf掺杂In2O3 薄膜晶体管的研究背景及发展现状
4.2 高性能In1-xHfxO薄膜晶体管的制备及表征
4.2.1 In1-xHfxO薄膜晶体管的制备
4.2.2 In1-xHfxO薄膜晶体管的表征测试细节
4.3 In1-xHfxO薄膜的结晶质量和化学组分和价态分析
4.3.1 In1-xHfxO薄膜的结晶质量分析
4.3.2 In1-xHfxO薄膜的化学组分和价态分析
4.4 In1-xHfxO薄膜晶体管的电学性能分析
4.4.1 Hf掺杂对In2O3 晶体管迁移率、开关比等关键电学参数的调控作用
4.4.2 Hf掺杂对In2O3 晶体管偏压稳定性的影响
4.5 In1-xHfxO晶体管随时间推移而产生的性能下降现象
4.6 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 主要研究成果总结
5.2 展望
附录Ⅰ 科研成果清单
附录Ⅱ 致谢
本文编号：3808565
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及发展现状
1.2 氧化物半导体薄膜的表征方法
1.2.1 X射线衍射技术
1.2.2 X射线光电子能谱技术
1.2.3 椭圆偏振光谱
1.3 薄膜晶体管的工作原理及参数提取
1.3.1 薄膜晶体管的工作原理
1.3.2 薄膜晶体管的参数提取
1.4 本文的研究意义和主要内容
1.5 本章小结
参考文献
第二章 Ni掺杂对CuO薄膜光学性质和能带结构的调控
2.1 Ni掺杂CuO的研究背景和发展现状
2.2 Cu1-xNixO薄膜的理论计算、制备工艺和表征测试
2.2.1 CuO和 Cu0.5Ni0.5O的理论计算
2.2.2 Cu1-xNixO薄膜的制备工艺
2.2.3 Cu1-xNixO薄膜的表征测试
2.3 CuO和 Cu0.5Ni0.5O的电子能带结构
2.4 Cu1-xNixO薄膜的结晶质量、表面形貌以及化学组分和价态分析
2.4.1 Cu1-xNixO薄膜的结晶质量分析
2.4.2 Cu1-xNixO薄膜的表面形貌分析
2.4.3 Cu1-xNixO薄膜的化学组分与价态分析
2.5 Cu1-xNixO薄膜基于椭偏的光学特性分析
2.5.1 Cu1-xNixO薄膜的光学常数分析
2.5.2 Cu1-xNixO薄膜的电子跃迁分析
2.6 本章小结
参考文献
第三章 Ni掺杂对CuO薄膜晶体管性能的调控
3.1 Ni掺杂CuO薄膜晶体管的研究背景及发展现状
3.2 Cu1-xNixO薄膜晶体管的制备及表征
3.2.1 Cu1-xNixO薄膜晶体管的制备
3.2.2 Cu1-xNixO薄膜晶体管的表征
3.3 Cu1-xNixO薄膜的椭圆偏振光谱分析
3.3.1 Cu1-xNixO薄膜的光学常数分析
3.3.2 Cu1-xNixO薄膜的复介电函数和电子跃迁分析
3.3.3 Cu1-xNixO薄膜的吸收系数和光电导分析
3.4 Cu1-xNixO薄膜晶体管的电学性能分析
3.5 本章小结
参考文献
第四章 Hf掺杂对In2O3 晶体管偏压稳定性的改善
4.1 Hf掺杂In2O3 薄膜晶体管的研究背景及发展现状
4.2 高性能In1-xHfxO薄膜晶体管的制备及表征
4.2.1 In1-xHfxO薄膜晶体管的制备
4.2.2 In1-xHfxO薄膜晶体管的表征测试细节
4.3 In1-xHfxO薄膜的结晶质量和化学组分和价态分析
4.3.1 In1-xHfxO薄膜的结晶质量分析
4.3.2 In1-xHfxO薄膜的化学组分和价态分析
4.4 In1-xHfxO薄膜晶体管的电学性能分析
4.4.1 Hf掺杂对In2O3 晶体管迁移率、开关比等关键电学参数的调控作用
4.4.2 Hf掺杂对In2O3 晶体管偏压稳定性的影响
4.5 In1-xHfxO晶体管随时间推移而产生的性能下降现象
4.6 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 主要研究成果总结
5.2 展望
附录Ⅰ 科研成果清单
附录Ⅱ 致谢
本文编号：3808565
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