化合物半导体材料

1、化合物半导体材料化合物半导体材料赵洞清 由两种或两种以上元素以确定的原子配比形成的化合物，并具有确定的禁带宽度和能带结构等半导体性质的称为化合物半导体材料010206030405 砷化镓碳化硅 磷化铟磷化镓氮化镓锗硅合金碲镉汞碲镉汞砷化镓一种重要的半导体材料。属一种重要的半导体材料。属族化合物半导体。属闪锌族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构，晶格常数矿型晶格结构，晶格常数5.6510-10m，熔点，熔点1237，禁带，禁带宽度宽度1.4电子伏电子伏砷化镓可以制成电阻率比硅、砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高锗高3个数量级以上的半绝个数量级以上的半绝缘高阻材料缘高阻材料,用来制作集成用来制作集成电路

2、衬底、红外探测器电路衬底、红外探测器、光子探测器等。由于光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大其电子迁移率比硅大56倍倍，故在制作微波器件和高，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点噪声小、抗辐射能力强等优点用于制作转移器件用于制作转移器件体效应器件。砷化镓是半导体体效应器件。砷化镓是半导体材料中材料中,兼具多方面优点的材料兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功三极管的放

3、大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生产理想化学配比的高纯的单晶高温下分解，故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。材料，技术上要求比较高。基本属性基本属性 砷化镓（gallium arsenide），化学式 GaAs。黑灰色固体，熔点1238。它在600以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀 材料制备主要从熔体中生长体单晶和外延生长薄层单晶等方法外延生长法外延生长法磷化铟 性状性状：沥青光泽的深灰色晶体。 熔点熔点：1070。闪锌矿结构，常温下带宽（Eg=1.35

4、 eV）。熔点下离解压为2.75MPa。 溶解性溶解性：极微溶于无机酸。 介电常数介电常数：10.8 电子迁移率电子迁移率：4600cm2/(Vs) 空穴迁移率空穴迁移率：150cm2/(Vs) 制备制备：具有半导体的特性。由金属铟和赤磷在石英管中加热反应制得。磷化铟多晶磷化铟多晶磷化铟纳米线可用于薄膜太阳能电池开发磷化銦多晶棒磷化镓 人工合成的化合物半导体材料。人工合成的化合物半导体材料。 外观：橙红色透明晶体。外观：橙红色透明晶体。 磷化镓是一种由磷化镓是一种由n从族元素镓从族元素镓(Ga)与与vA族元素磷族元素磷(P)人工合成的人工合成的m- V族化合物半导体材料。族化合物半导体材料。

5、磷化镓的晶体结构为闪锌矿型，晶格常数5.4470.06埃（），化学键是以共价键为主的混合键，其离子键成分约为20%，300K时能隙为2.26eV，属间接跃迁型半导体。磷化镓磷化镓二极管二极管磷化镓磷化镓(gap)晶体基片晶体基片-半导体晶体基半导体晶体基片片-中美合资中美合资磷化镓光电二极磷化镓光电二极管管碳化硅 碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。 目前中国工

6、业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.203.25，显微硬度为28403320kg/mm2防弹片防弹片-供应碳化硅防弹片供应碳化硅防弹片锗硅合金 一种一种半导体合金半导体合金、掺入、掺入III族元素为族元素为p型半导型半导体，掺入体，掺入V族元素为族元素为n型半导体，用型半导体，用n和和p型型合金构成合金构成热电偶热电偶。一端为高温，另一端为。一端为高温，另一端为低温。在热偶对回路中产生电流。是一种低温。在热偶对回路中产生电流。是一种用于高温的半导体用于高温的半导体温差温差发电材料。电阻率发电材料。电阻率为为10-210-3m。单晶用区域匀平法制。单晶用区域匀平

7、法制备。多晶用热压法制备。用于太阳能聚光备。多晶用热压法制备。用于太阳能聚光发电、工厂余热利用发电、卫星温差发电发电、工厂余热利用发电、卫星温差发电器。器。氮化镓一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是优良材料，也是蓝色光发光器件中蓝色光发光器件中的一种具有重要应的一种具有重要应用价值的半导体。用价值的半导体。GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并点，是研制微

8、电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定的热导率、化学稳定性好性好（几乎不被任何酸腐蚀）等（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广高频微波器件应用方面有着广阔的前景阔的前景

9、。 禁带宽度大（禁带宽度大（3.4eV），热导率高（），热导率高（1.3W/cm-K），则），则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强；工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强； 导带底在导带底在点，而且与导带的其他能谷之间能量差大，点，而且与导带的其他能谷之间能量差大，则不易产生谷间散射，从而能得到很高的强场漂移速度则不易产生谷间散射，从而能得到很高的强场漂移速度（电子漂移速度不易饱和）；（电子漂移速度不易饱和）； GaN易与易与AlN、InN等构成混晶，能制成各种异质结构，等构成混晶，能制成各种异质结构，已经得到了低温下迁移率达到已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的的2-DEG（因（因为为2-DEG面密度较高，有效地屏蔽了光学声子散射、电离面密度较高，有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素）；杂质散射和压电散射等因素）； 晶格对称性比较低（为六方纤锌矿结构或四方亚稳的