化合物半導(dǎo)體材料

1、化合物半導(dǎo)體材料化合物半導(dǎo)體材料趙洞清 由兩種或兩種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，并具有確定的禁帶寬度和能帶結(jié)構(gòu)等半導(dǎo)體性質(zhì)的稱為化合物半導(dǎo)體材料010206030405 砷化鎵碳化硅 磷化銦磷化鎵氮化鎵鍺硅合金碲鎘汞碲鎘汞砷化鎵一種重要的半導(dǎo)體材料。屬一種重要的半導(dǎo)體材料。屬族化合物半導(dǎo)體。屬閃鋅族化合物半導(dǎo)體。屬閃鋅礦型晶格結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)礦型晶格結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)5.6510-10m，熔點，熔點1237，禁帶，禁帶寬度寬度1.4電子伏電子伏砷化鎵可以制成電阻率比硅、砷化鎵可以制成電阻率比硅、鍺高鍺高3個數(shù)量級以上的半絕個數(shù)量級以上的半絕緣高阻材料緣高阻材料,用來制作集成用來制作集成電路

2、襯底、紅外探測器電路襯底、紅外探測器、光子探測器等。由于光子探測器等。由于其電子遷移率比硅大其電子遷移率比硅大56倍倍，故在制作微波器件和高，故在制作微波器件和高速數(shù)字電路方面得到重要應(yīng)速數(shù)字電路方面得到重要應(yīng)用。用砷化鎵制成的半導(dǎo)體用。用砷化鎵制成的半導(dǎo)體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、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)點噪聲小、抗輻射能力強等優(yōu)點用于制作轉(zhuǎn)移器件用于制作轉(zhuǎn)移器件體效應(yīng)器件。砷化鎵是半導(dǎo)體體效應(yīng)器件。砷化鎵是半導(dǎo)體材料中材料中,兼具多方面優(yōu)點的材料兼具多方面優(yōu)點的材料,但用它制作的晶體但用它制作的晶體三極管的放大倍數(shù)小，導(dǎo)熱性差，不適宜制作大功三極管的放

3、大倍數(shù)小，導(dǎo)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，故要生產(chǎn)理想化學(xué)配比的高純的單晶高溫下分解，故要生產(chǎn)理想化學(xué)配比的高純的單晶材料，技術(shù)上要求比較高。材料，技術(shù)上要求比較高。基本屬性基本屬性 砷化鎵（gallium arsenide），化學(xué)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，并且不被非氧化性的酸侵蝕 材料制備主要從熔體中生長體單晶和外延生長薄層單晶等方法外延生長法外延生長法磷化銦 性狀性狀：瀝青光澤的深灰色晶體。 熔點熔點：1070。閃鋅礦結(jié)構(gòu)，常溫下帶寬（Eg=1.35

4、 eV）。熔點下離解壓為2.75MPa。 溶解性溶解性：極微溶于無機酸。 介電常數(shù)介電常數(shù)：10.8 電子遷移率電子遷移率：4600cm2/(Vs) 空穴遷移率空穴遷移率：150cm2/(Vs) 制備制備：具有半導(dǎo)體的特性。由金屬銦和赤磷在石英管中加熱反應(yīng)制得。磷化銦多晶磷化銦多晶磷化銦納米線可用于薄膜太陽能電池開發(fā)磷化銦多晶棒磷化鎵 人工合成的化合物半導(dǎo)體材料。人工合成的化合物半導(dǎo)體材料。 外觀：橙紅色透明晶體。外觀：橙紅色透明晶體。 磷化鎵是一種由磷化鎵是一種由n從族元素鎵從族元素鎵(Ga)與與vA族元素磷族元素磷(P)人工合成的人工合成的m- V族化合物半導(dǎo)體材料。族化合物半導(dǎo)體材料。

5、磷化鎵的晶體結(jié)構(gòu)為閃鋅礦型，晶格常數(shù)5.4470.06埃（），化學(xué)鍵是以共價鍵為主的混合鍵，其離子鍵成分約為20%，300K時能隙為2.26eV，屬間接躍遷型半導(dǎo)體。磷化鎵磷化鎵二極管二極管磷化鎵磷化鎵(gap)晶體基片晶體基片-半導(dǎo)體晶體基半導(dǎo)體晶體基片片-中美合資中美合資磷化鎵光電二極磷化鎵光電二極管管碳化硅 碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。 碳化硅又稱碳硅石。在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。 目前中國工

6、業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.203.25，顯微硬度為28403320kg/mm2防彈片防彈片-供應(yīng)碳化硅防彈片供應(yīng)碳化硅防彈片鍺硅合金 一種一種半導(dǎo)體合金半導(dǎo)體合金、摻入、摻入III族元素為族元素為p型半導(dǎo)型半導(dǎo)體，摻入體，摻入V族元素為族元素為n型半導(dǎo)體，用型半導(dǎo)體，用n和和p型型合金構(gòu)成合金構(gòu)成熱電偶熱電偶。一端為高溫，另一端為。一端為高溫，另一端為低溫。在熱偶對回路中產(chǎn)生電流。是一種低溫。在熱偶對回路中產(chǎn)生電流。是一種用于高溫的半導(dǎo)體用于高溫的半導(dǎo)體溫差溫差發(fā)電材料。電阻率發(fā)電材料。電阻率為為10-210-3m。單晶用區(qū)域勻平法制。單晶用區(qū)域勻平

7、法制備。多晶用熱壓法制備。用于太陽能聚光備。多晶用熱壓法制備。用于太陽能聚光發(fā)電、工廠余熱利用發(fā)電、衛(wèi)星溫差發(fā)電發(fā)電、工廠余熱利用發(fā)電、衛(wèi)星溫差發(fā)電器。器。氮化鎵一種具有較大禁帶寬度的半導(dǎo)體，屬于所謂一種具有較大禁帶寬度的半導(dǎo)體，屬于所謂寬禁帶半導(dǎo)體之列。它是微波功率晶體管的寬禁帶半導(dǎo)體之列。它是微波功率晶體管的優(yōu)良材料，也是優(yōu)良材料，也是藍(lán)色光發(fā)光器件中藍(lán)色光發(fā)光器件中的一種具有重要應(yīng)的一種具有重要應(yīng)用價值的半導(dǎo)體。用價值的半導(dǎo)體。GaN材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點，是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，并點，是研制微

8、電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，并與與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽為是繼第一代、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽為是繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高第三代半導(dǎo)體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好性好（幾乎不被任何酸腐蝕）等（幾乎不被任何酸腐蝕）等性質(zhì)和強的抗輻照能力，性質(zhì)和強的抗輻照能力，在光電子、高溫大功率器件和在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景闊的前景

9、。 禁帶寬度大（禁帶寬度大（3.4eV），熱導(dǎo)率高（），熱導(dǎo)率高（1.3W/cm-K），則），則工作溫度高，擊穿電壓高，抗輻射能力強；工作溫度高，擊穿電壓高，抗輻射能力強； 導(dǎo)帶底在導(dǎo)帶底在點，而且與導(dǎo)帶的其他能谷之間能量差大，點，而且與導(dǎo)帶的其他能谷之間能量差大，則不易產(chǎn)生谷間散射，從而能得到很高的強場漂移速度則不易產(chǎn)生谷間散射，從而能得到很高的強場漂移速度（電子漂移速度不易飽和）；（電子漂移速度不易飽和）； GaN易與易與AlN、InN等構(gòu)成混晶，能制成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，等構(gòu)成混晶，能制成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)得到了低溫下遷移率達(dá)到已經(jīng)得到了低溫下遷移率達(dá)到105cm2/Vs的的2-DEG（因（因為為2-DEG面密度較高，有效地屏蔽了光學(xué)聲子散射、電離面密度較高，有效地屏蔽了光學(xué)聲子散射、電離雜質(zhì)散射和壓電散射等因素）；雜質(zhì)散射和壓電散射等因素）； 晶格對稱性比較低（為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)或四方亞穩(wěn)的