化合物半导体——砷化镓

2021-11-11 11:25:40 0

砷化镓(GaAs)

砷化镓衬底晶片GaAs Substrate Wafers砷化镓(GaAs)是一种半导体材料,具有高频率、高电子迁移事、高锦出功事、低唾音以及线性度良奸等优越特性,广泛应用于光电子和微电子工业,在光电子工业领城皮用质面,神化家单品可被用于制作 LED(发光二楼管)、LD(教光园),光伏器件等;在微电子工业领城皮用层面,可被用于制作 MESFET(金属半导体场效皮管)、HEMT(高电子迁移率晶体管),HBT(异质结双极晶体管),IC,微波二极管,Hall 器件等,


GaAs Wafers Specification

Type/Dopant 导电类型/掺杂元素Semi-InsulatedP-Type/ZnN-Type/SiN-Type/Si
Application 应用Micro EletronicLEDLaser Diode
Growth Method 长晶方式VGF
Diameter 直径2", 3", 4", 6"
Orientation 晶向(100)±0.5°
Thickness 厚度 (µm) 350-625um±25um
OF/IF 参考边US EJ or Notch
Carrier Concentration 载流子浓度-(0.5-5)*1019(0.4-4)*1018(0.4-0.25)*1018
Resistivity 电阻率 (ohm-cm)>107(1.2-9.9)*10-3(1.2-9.9)*10-3(1.2-9.9)*10-3
 Mobility 电子迁移率 (cm2/V.S.)>400050-120>1000>1500
Etch Pitch Density 位错密度(/cm2)<5000<5000<5000<500
TTV 平整度 [P/P] (µm)<5
TTV 平整度 [P/E] (µm)<10
Warp 翘曲度 (µm)<10
Surface Finished 表面加工P/P, P/E, E/E
Note: Other Specifications maybe available upon request
 
砷化镓(GaAs)
                          砷化镓是化合物半导体中最重要、用途最广泛的半导体材 料,也是目前研究得最成熟、生产量最大的化合物半导体 材料。 

                          优点: 

                          砷化镓具有电子迁移率高(是硅的5-6倍)、 

                          禁带宽度大(它为1.43eV, 硅为1.1eV),工作温度可以 比硅高 

                          为直接带隙,光电特性好,可作发光与激光器件 

                          容易制成半绝缘材料(电阻率107-109Ωcm), 

                          本征载流子浓度低 

                          耐热、抗辐射性能好 

                          对磁场敏感 

                          易拉制出单晶 

 
砷化镓是由金属镓与半金属砷按原子比1:1化合而成的化合物。 它具有灰色的金属光泽,其晶体结构为闪锌矿型。 砷化镓早在1926年就已经被合成出来了。到了1952年确认了 它的半导体性质。 用砷化镓材料制作的器件频率响应好、速度快、工作温度高, 能满足集成光电子的需要。它是目前最重要的光电子材料,也 是继硅材料之后最重要的微电子材料,它适合于制造高频、高 速的器件和电路。 砷化镓在我们日常生活中的一些应用: 现在我们看电视、听音响、开空调都用遥控器。这些遥控器 是通过砷化镓发出的红外光把指令传给主机的。

在许多家电上都有小的红色、绿色的指示灯,它们是以砷化镓等材料为衬底做成的发光二极管。光盘和VCD, DVD都是用以砷化镓为衬底制成的激光二极管 进行读出的。到了50年代中期当半导体硅的工艺获得突破以后.人们开始寻找更优良的半导体材料。由于其优异的半导体性质,所以目光就集中在砷化镓上。

砷化镓单晶在应用上曾遭受到不少挫折。首先用它来 作晶体管和二极管,结果其性能还赶不上硅和锗。到了60年代初,出现了耿氏微波二极管,人们曾寄希望于将此器 件取代真空速调管,使雷达实现固体化。后终因输出功率 太小而未能实现。在改善计算机性能中,用砷化镓制成了 超高速电路,可以提高计算机的计算速度,这个应用十分诱人,但是后来开发出计算机平行计算技术,又给砷化镓 的应用浇了一飘冷水。 所以一直到90年代初期,砷化镓的应用基本限于光电 子器件和军事用途。
 
由于认识到其优异性能及其战略意义人们不断地对砷化镓材料器件 及应用进行研究与开拓,这些工作为今天的大发展打下了基础。 砷化镓器件有分立器件和集成电路。现在集成电路已不是硅的一统 天下,砷化镓集成电路己占集成电路市场份额重要一块。

已获应用的砷化镓器件有:
微波二极管,耿氏二极管、变容二极管等; 

微波晶体管:场效应晶体管(FET).高电子迁移率晶体管(HEMT) ,异 质结双极型晶体管(HBT)等; 

集成电路:微波单片集成电路(MMIC )、超高速集成电路(VHSIC)等; 

霍尔元件等 

红外发光二极管:(IR LED); 可见光发光二极管(LED,作衬底用); 

激光二极管(LD); 

光探测器; 

高效太阳电池; 

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