中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（第三代半導(dǎo)體材料）

第1章概論1
1.1第三代半導(dǎo)體材料的概念和發(fā)展歷程1
1.1.1第三代半導(dǎo)體材料的概念1
1.1.2第三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程2
1.2第三代半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用5
1.2.1Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用5
1.2.2SiC半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用6
1.2.3寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用6
1.2.4半導(dǎo)體金剛石材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及應(yīng)用7
1.3第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用前景展望8
1.3.1Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的應(yīng)用前景8
1.3.2SiC半導(dǎo)體材料的應(yīng)用前景9
1.3.3寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料的應(yīng)用前景9
1.3.4半導(dǎo)體金剛石材料的應(yīng)用前景10
參考文獻(xiàn)11
第2章Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料12
2.1Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)13
2.1.1Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)13
2.1.2Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)14
2.1.3Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的基本物理性質(zhì)14
2.1.4Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的極化特性16
2.2Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料的制備技術(shù)18
2.2.1藍(lán)寶石異質(zhì)襯底技術(shù)18
2.2.2Ⅲ族氮化物同質(zhì)襯底制備技術(shù)21
2.2.3氮化鎵（GaN）和氮化鋁（AlN）襯底材料32
2.2.4金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）外延生長(zhǎng)方法46
2.2.5分子束外延（MBE）生長(zhǎng)方法51
2.2.6氮化銦（InN）和銦鎵氮（InGaN）外延生長(zhǎng)54
2.2.7氮化鋁(AlN)和鋁鎵氮（AlGaN）外延生長(zhǎng)62
2.2.8硅（Si）襯底上GaN的外延生長(zhǎng)65
2.3Ⅲ族氮化物光電子器件及應(yīng)用70
2.3.1藍(lán)光、白光發(fā)光二極管（LED）及其半導(dǎo)體照明應(yīng)用70
2.3.2藍(lán)綠光激光器（LD）及其應(yīng)用76
2.3.3紫外光LED及其應(yīng)用83
2.3.4紫外光激光器及其應(yīng)用87
2.3.5紫外光電探測(cè)器及其應(yīng)用92
2.4Ⅲ族氮化物電子器件及應(yīng)用96
2.4.1GaN基異質(zhì)結(jié)構(gòu)中二維電子氣的電學(xué)性質(zhì)96
2.4.2微波功率電子器件及其應(yīng)用98
2.4.3電力電子器件及其應(yīng)用101
2.5國內(nèi)外Ⅲ族氮化物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)104
2.5.1GaN基LED照明材料產(chǎn)業(yè)104
2.5.2GaN基微波半導(dǎo)體材料與器件產(chǎn)業(yè)107
2.5.3GaN基電力電子器件及材料產(chǎn)業(yè)109
參考文獻(xiàn)111
第3章SiC半導(dǎo)體材料118
3.1SiC半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)118
3.1.1SiC的晶體結(jié)構(gòu)118
3.1.2SiC半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)120
3.1.3SiC單晶材料的研究進(jìn)展121
3.2SiC半導(dǎo)體材料的制備技術(shù)125
3.2.1SiC單晶生長(zhǎng)技術(shù)125
3.2.2SiC單晶襯底加工技術(shù)137
3.2.3SiC化學(xué)氣相沉積法（CVD）外延生長(zhǎng)技術(shù)140
3.3SiC半導(dǎo)體器件及相關(guān)應(yīng)用154
3.3.1功率半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用154
3.3.2SiC紫外光電探測(cè)器及其應(yīng)用159
3.3.3SiC高溫傳感器及其應(yīng)用162
3.4國內(nèi)外SiC半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)165
3.4.1SiC半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)165
3.4.2SiC襯底的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)167
3.4.3SiC分立器件的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)169
3.4.4SiC功率模塊的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)170
參考文獻(xiàn)171
第4章寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料176
4.1引言176
4.1.1氧化物半導(dǎo)體材料的基本概況176
4.1.2氧化物半導(dǎo)體材料的基本問題176
4.1.3氧化物半導(dǎo)體材料的整體發(fā)展?fàn)顩r177
4.2氧化鋅（ZnO）半導(dǎo)體材料及器件181
4.2.1ZnO的晶體結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)181
4.2.2ZnO材料制備194
4.2.3ZnO半導(dǎo)體器件應(yīng)用及研究進(jìn)展200
4.3銦鎵鋅氧(IGZO)透明氧化物材料及器件205
4.3.1IGZO薄膜材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)205
4.3.2IGZO薄膜的制備技術(shù)206
4.3.3IGZO薄膜晶體管（TFT）器件制備及其性質(zhì)208
4.3.4IGZO TFT器件的電學(xué)穩(wěn)定性209
4.3.5IGZO TFT器件的顯示技術(shù)應(yīng)用211
4.4氧化鎵（β-Ga2O3）材料及器件212
4.4.1β-Ga2O3晶體的結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)212
4.4.2β-Ga2O3晶體的主要生長(zhǎng)方法213
4.4.3β-Ga2O3晶體在透明導(dǎo)電氧化物薄膜方面的應(yīng)用214
4.4.4β-Ga2O3晶體在日盲紫外探測(cè)器及氣體傳感器方面的應(yīng)用215
4.4.5β-Ga2O3晶體在功率電子器件方面的應(yīng)用216
4.5鈣鈦礦材料及器件217
4.5.1鈣鈦礦材料晶體結(jié)構(gòu)217
4.5.2鈣鈦礦材料及其發(fā)光特性219
4.5.3鈣鈦礦型太陽能電池及其發(fā)展動(dòng)態(tài)224
4.5.4鈣鈦礦材料電學(xué)特性和器件應(yīng)用231
4.6寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料的應(yīng)用展望232
4.6.1寬禁帶氧化物半導(dǎo)體的近期應(yīng)用233
4.6.2寬禁帶氧化物半導(dǎo)體的預(yù)期應(yīng)用234
4.6.3寬禁帶氧化物半導(dǎo)體的潛在應(yīng)用236
參考文獻(xiàn)237
第5章半導(dǎo)體金剛石材料247
5.1半導(dǎo)體金剛石材料的基本性質(zhì)247
5.1.1金剛石晶體概述248
5.1.2金剛石的基本性質(zhì)253
5.2半導(dǎo)體金剛石材料的制備技術(shù)259
5.2.1高壓高溫法（HPHT）259
5.2.2CVD法260
5.2.3微波等離子體法261
5.2.4單晶金剛石襯底的制備264
5.2.5單晶金剛石薄膜同質(zhì)外延267
5.2.6單晶金剛石薄膜異質(zhì)外延267
5.2.7多晶金剛石薄膜的生長(zhǎng)271
5.2.8金剛石的摻雜與接觸273
5.3半導(dǎo)體金剛石器件及相關(guān)應(yīng)用277
5.3.1金剛石基電子器件277
5.3.2金剛石基發(fā)光器件282
5.3.3金剛石基探測(cè)器和傳感器285
5.4半導(dǎo)體金剛石材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)290
5.4.1半導(dǎo)體金剛石材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀290
5.4.2半導(dǎo)體金剛石材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)290
參考文獻(xiàn)292
第6章第三代半導(dǎo)體材料光電應(yīng)用——半導(dǎo)體照明298
6.1半導(dǎo)體照明概述298
6.1.1產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)及產(chǎn)品299
6.1.2產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)300
6.2半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)301
6.2.1國際發(fā)展態(tài)勢(shì)301
6.2.2中國發(fā)展態(tài)勢(shì)305
6.2.3半導(dǎo)體照明未來發(fā)展趨勢(shì)311
6.2.4新型行業(yè)組織發(fā)展模式探索312
6.3中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及面臨形勢(shì)317
6.3.1半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)格局重塑317
6.3.2中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的形勢(shì)319
6.4中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策建議319
6.4.1圍繞應(yīng)用需求進(jìn)行系統(tǒng)布局，加大對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的研發(fā)投入319
6.4.2探索協(xié)同、開放的體制機(jī)制，構(gòu)建以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系320
6.4.3支持發(fā)展“眾創(chuàng)空間”，為創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新搭建新平臺(tái)320
6.4.4積極參與“一帶一路”，加強(qiáng)國際產(chǎn)業(yè)合作320
6.4.5加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境320
參考文獻(xiàn)321
第7章我國第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義及發(fā)展戰(zhàn)略322
7.1我國第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義322
7.1.1搶占技術(shù)制高點(diǎn)，掌握國際競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)權(quán)322
7.1.2支撐節(jié)能減排，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式323
7.1.3引領(lǐng)信息器件產(chǎn)業(yè)變革，構(gòu)建高性能信息網(wǎng)絡(luò)325
7.1.4保衛(wèi)國家信息安全，提升國防建設(shè)水平326
7.2我國第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略327
7.2.1組織關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)327
7.2.2推動(dòng)需求導(dǎo)向的創(chuàng)新應(yīng)用329
7.2.3促進(jìn)公共研發(fā)及服務(wù)平臺(tái)建設(shè)330
7.2.4產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)331