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砷化鎵 GaAs 又名:砷化鎵,GaAs

(gallium arsenide)化學式 GaAs。黑灰色固體,熔點 1238℃。它在600℃以下,能在空氣中穩(wěn)定存在,并且不為非氧化性的酸侵蝕。

砷化鎵

(gallium arsenide)化學式 GaAs。黑灰色固體,熔點 1238℃。它在600℃以下,能在空氣中穩(wěn)定存在,并且不為非氧化性的酸侵蝕。

目錄

砷化鎵簡介
砷化鎵基本屬性
砷化鎵單晶生產技術
砷化鎵晶片發(fā)展前景

砷化鎵簡介

  一種重要的半導體材料。屬Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體?;瘜W式GaAs,分子量144.63,屬閃鋅礦型晶格結構,晶格常數(shù)5.65×10-10m,熔點1237℃,禁帶寬度1.4電子伏。砷化鎵于1964年進入實用階段。砷化鎵可以制成電阻率比硅、鍺高3個數(shù)量級以上的半絕緣高阻材料,用來制作集成電路襯底、紅外探測器、γ光子探測器等。由于其電子遷移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速數(shù)字電路方面得到重要應用。用砷化鎵制成的半導體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優(yōu)點。此外,還可以用于制作轉移器件──體效應器件。砷化鎵是半導體材料中,兼具多方面優(yōu)點的材料,但用它制作的晶體三極管的放大倍數(shù)小,導熱性差,不適宜制作大功率器件。雖然砷化鎵具有優(yōu)越的性能,但由于它在高溫下分解,故要生長理想化學配比的高純的單晶材料,技術上要求比較高。

砷化鎵基本屬性

規(guī) 格 砷化鎵
傳輸范圍 (微米) 1.0-22
折射指數(shù)@10微米 3.277
折射指數(shù)的溫度系數(shù)@10.6微米,  149 x 10/度
體積吸收系數(shù)@10微米 / 厘米 <0.01
熔點, 度 1600
硬度 (努普), 千克/平方毫米 750
密度, 克/立方厘米 5.37
斷裂模數(shù), 兆帕 13.8
楊式彈性模數(shù), 千兆帕 8.3
斷裂韌度 兆帕/米 0.31

 砷化鎵單晶生產技術

  中國掌握“半導體貴族”砷化鎵單晶生產技術   

作為第二代半導體,砷化鎵單晶因其價格昂貴而素有“半導體貴族”之稱。昨天,中國科學家宣布已掌握一種生產這種材料的新技術,使中國成為繼日本、德國之后掌握這一技術的又一國家。 北京有色金屬研究總院宣布,國內成功拉制出了第一根直徑4英寸的VCZ半絕緣砷化鎵單晶。   

據(jù)專家介紹,砷化鎵可在一塊芯片上同時處理光電數(shù)據(jù),因而被廣泛應用于遙控、手機、DVD計算機外設、照明等諸多光電子領域。另外,因其電子遷移率比硅高6倍,砷化鎵成為超高速、超高頻器件和集成電路的必需品。它還被廣泛使用于軍事領域,是激光制導導彈的重要材料,曾在海灣戰(zhàn)爭中大顯神威,贏得“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。

據(jù)悉,砷化鎵單晶片的價格大約相當于同尺寸硅單晶片的20至30倍。盡管價格不菲,目前國際上砷化鎵半導體的年銷售額仍在10億美元以上。在“十五”計劃中,我國將實現(xiàn)該產品的產業(yè)化,以占據(jù)國際市場。

砷化鎵晶片發(fā)展前景

  2010年5月,新一期英國《自然》雜志報告說,美國研究人員研發(fā)出一種可批量生產砷化鎵晶片的技術,克服了成本上的瓶頸,從而使砷化鎵這種感光性能比硅更優(yōu)良的材料有望大規(guī)模用于半導體和太陽能相關產業(yè)。   

美國伊利諾伊大學等機構研究人員報告說,他們開發(fā)出的新技術可以生成由砷化鎵和砷化鋁交疊的多層晶體,然后利用化學物質使砷化鎵層分離出來,可同時生成多層砷化鎵晶片,大大降低了成本。這些砷化鎵晶片可以像“蓋章”那樣安裝到玻璃或塑料等材料表面,然后可使用已有技術進行蝕刻,根據(jù)需要制造半導體電路或太陽能電池板。   

不過,該技術目前還只能用于批量生產較小的砷化鎵晶片,如邊長500微米的太陽能電池單元。下一步研究將致力于利用新技術批量生產更大的砷化鎵晶片。


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