砷化镓简介
- 格式:docx
- 大小:17.75 KB
- 文档页数:3
重大发现!砷化镓:半导体上游贵族材料!概念:砷化镓(gallium arsenide),化学式 GaAs。
砷化镓是一种重要的半导体材料。
GaAs拥有一些较Si还要好的电子特性,使得GaAs可以用在高于250 GHz的场合。
如果等效的GaAs和Si元件同时都操作在高频时,GaAs会产生较少的噪音。
也因为GaAs有较高的崩溃压,所以GaAs 比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。
砷化镓原材料:生产GaAs的原材料主要有Ga(镓)、As(砷)、Al2O3(氧化铝)、B2O3(氧化硼);其中,Ga(镓)是最为可贵的原材料。
在微电子领域中,使用的化合物半导体材料属于高端产品,主要用于制作无线通讯(卫星通讯、移动通讯)、光纤通讯、汽车电子等用的微波器件。
在光电子领域中,使用的化合物半导体材料属于低端产品,主要用于制作发光二极管、激光器及其它光电子器件。
砷化镓的应用:运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。
GaAs曾用来做成甘恩二极管、微波二极管和耿氏二极管)以发射微波。
砷化镓材料具有很高的电子迁移率、宽禁带、直接带隙,消耗功率低的特性,广泛应用于高频及无线通讯,适于制作IC器件。
从应用领域来说,主要在光电子领域和微电子领域。
砷化镓的重要性:作为第二代半导体,砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。
2001年7月31日,中国科学家宣布已掌握一种生产这种材料的新技术,使中国成为继日本、德国之后掌握这一技术的又一国家。
电子迁移率比硅高6倍,砷化镓成为超高速、超高频器件和集成电路的必需品。
它还被广泛使用于军事领域,是激光制导导弹的重要材料,曾在海湾战争中大显神威,赢得“砷化镓打败钢铁”的美名。
市场趋势:目前国际上砷化镓半导体的年销售额仍在10亿美元以上。
在“十五”计划中,我国将实现该产品的产业化,以占据国际市场。
业内人士表示,2016年的统计数据来看,砷化镓(GaAs)是全球化合物半导体应用领域最主流的产品,占据79%的份额。
砷化镓密度砷化镓是一种化合物,由镓和砷元素组成。
它的化学式为GaAs,是一种重要的半导体材料。
砷化镓具有很高的密度,是许多电子器件中常用的材料之一。
砷化镓的密度是指单位体积内所含质量的大小,通常以克/立方厘米(g/cm³)来表示。
砷化镓的密度约为5.31克/立方厘米,比许多常见金属如铁、铜等的密度要大。
砷化镓的高密度使得它在电子器件中具有重要的应用价值。
砷化镓具有优异的电子特性,它是一种直接带隙半导体材料,具有较高的载流子迁移率和较低的载流子复合率。
这使得砷化镓在光电子器件、太阳能电池、激光器等领域具有广泛的应用。
砷化镓的高密度还使得它在集成电路制造中具有重要作用。
砷化镓可以通过分子束外延(MBE)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)等技术制备成薄膜,用于制造高速、高频的电子器件。
砷化镓薄膜的高密度保证了器件的稳定性和可靠性。
除了在电子器件中的应用,砷化镓也被广泛用于光电子学领域。
砷化镓可以制备成红外探测器、光电二极管、激光二极管等光电子器件。
通过调控砷化镓的组分和结构,可以实现对不同波长的光的探测和发射。
砷化镓的高密度和优异的性能使得它成为当今电子工业中不可或缺的材料之一。
砷化镓的密度对于材料的物理、化学性质和器件性能具有重要影响。
因此,砷化镓的密度研究对于深入了解其特性和应用具有重要意义。
总结起来,砷化镓是一种密度较高的半导体材料,具有优异的电子特性和广泛的应用前景。
砷化镓的密度对于材料的性质和器件性能具有重要影响,研究砷化镓的密度有助于深入了解其特性和应用。
随着科技的不断发展,砷化镓在电子工业和光电子学领域的应用将会更加广泛。
砷化镓怎么读
Shen hua jia
砷化镓(alium arsenide),化学式GaAs。
灰色固体,熔点1238°C。
它在600°C以下,能在空气中稳定存在,粗不被非氧化性的酸侵蚀。
砷化镓是一种重要的半导体材料。
属功-V族化合物半导体。
属闪锌矿型晶格结构,晶格常数5.65*10-10m,熔点1237°C,禁带宽度1.4电子伏。
砷化镓于1964年进入实用阶段。
砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、y光子探测器等。
由于其电子迁移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。
用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力等优点。
此外,还可以用于制作转移器件一体效应器件。
砷化镓是半导体材料中兼具多方面优点的材料,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材料,技术上要求比较高。
砷化镓无机非金属材料砷化镓(Gallium Arsenide,GaAs)是一种无机非金属材料,由镓(Ga)和砷(As)元素组成。
它具有多种优良的性能和应用领域,如光电子学、半导体器件等。
本文将对砷化镓的性质、制备方法、应用领域进行全面详细的介绍。
1. 砷化镓的性质砷化镓在室温下为黑色结晶固体,具有以下主要性质:1.1 密度和晶体结构砷化镓的密度约为5.32克/立方厘米,其晶体结构属于锐钛矿型(Zinc Blende,ZB),由镓和砷原子以ABAB…排列方式组成。
晶格常数为5.65 Å。
1.2 波长范围砷化镓的带隙宽度较窄,约为1.43电子伏特(eV),相当于可见光的波长范围。
因此,砷化镓在可见光和近红外光谱范围内具有较好的光电转换性能。
1.3 电子迁移率和载流子浓度砷化镓具有较高的电子迁移率,在高电子浓度下可超过8,500 cm²/Vs,而在低电子浓度下也能保持较高的迁移率。
此外,它具有较低的载流子浓度,有助于减小电子设备的噪声和功耗。
1.4 热导率和导热系数砷化镓具有较高的热导率,约为50 W/m·K,使其在高功率应用中能够快速散热。
此外,它的热膨胀系数较小,使其与一些其他材料(如硅)具有较好的热匹配性。
1.5 光电器件性能由于砷化镓的带隙宽度较小,因此它具有良好的光电转换性能。
它的光电器件可以实现高速、高频率的光通信和激光器。
此外,砷化镓光电器件具有较高的光子产额和较低的消光比,使其在光电子学中得到广泛应用。
2. 砷化镓的制备方法砷化镓的制备方法主要包括化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)和金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)等。
2.1 化学气相沉积化学气相沉积是一种常用的砷化镓制备方法。
砷化镓的参数砷化镓(GalliumArsenide,称GaAs)一直以来都是电子产品中最重要的材料之一。
由于它体积小、功耗低、能量利用率高,因此它在微处理器、射频放大、模拟电路等电子产品中非常有用,在构建各类半导体时也得到了广泛的使用。
然而,传统的砷化镓薄膜和材料带来的技术难题和过程工艺挑战在不断增加。
因此,了解GaAs的性能及其参数的细微差别对于成功应用GaAs非常重要。
GaAs的结构及功能由其参数决定,可以根据它的表面状态、晶体结构及其它物理参数来评估。
例如,可以用拉曼光谱法评估GaAs 薄膜的厚度及其变化,以及其材料的吸收带和发射带;可以用X射线衍射技术测量GaAs的结构尺寸及其结构的变化、晶体塔德比及其它参数;还可以通过电子显微镜来评估GaAs的表面构造、表面层状态以及晶体结构。
GaAs的参数多样且复杂,但可以根据它的不同参数来分析和评估它的功能性能。
其中最常用的参数包括晶体尺寸、晶体塔德比以及表面形态参数,每个参数都对GaAs功能性能有一定影响。
晶体尺寸是GaAs晶体表面状态的最小单位,它可以帮助电子学家们测量GaAs晶体的空间结构、表面形态及其它物理参数。
晶体尺寸是一个有限的值,严格控制晶体尺寸可以提高GaAs晶体表面完整性,从而增强其性能。
晶体塔德比(TDR)是指GaAs晶体的表面形态、晶向及晶体结构。
它是一种特殊的表面特征,可以识别GaAs晶体的表面形态和晶体定向。
在GaAs的发光器件的制作中,TDR是用来测量器件的光学性能的重要参数之一,以确定结构的完整性及其功能性能。
最后,表面形态参数也是GaAs晶体特性的重要参数。
表面形态参数包括表面粗糙度、表面缺陷、表面张力等。
这些参数可以帮助人们了解GaAs晶体表面的粗糙度、缺陷、张力等,更好地了解GaAs晶体表面形态、晶体结构及其性能,从而更好地控制其功能性能。
总之,砷化镓(GaAs)是一种重要的半导体材料,它的性能及其参数的细微差别都与GaAs晶体的功能性能直接相关。
砷化镓半导体材料砷化镓(Gallium Arsenide,简称GaAs)是一种重要的半导体材料,具有较高的电子迁移率和较宽的能带间隙,广泛应用于光电子器件、集成电路和微波器件等领域。
砷化镓是由镓原子和砷原子按照1:1的比例组成的化合物,具有类似于硅的晶体结构。
由于GaAs在晶体质量、材料纯度和生长工艺等方面都具有优势,因此被广泛应用于高性能电子器件的制造中。
与硅相比,砷化镓具有更好的热导率、更低的饱和漂移速度和更高的饱和电子迁移率,因此在高频和高功率应用中表现得更出色。
砷化镓材料可以通过多种方法生长,包括分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)和液相外延(LPE)等。
其中,MBE和MOCVD是目前最常用的砷化镓生长技术。
MBE是利用分子束外延设备,在真空中逐层生长砷化镓晶体,可以实现高纯度材料的生长,但生长速度较慢;MOCVD是利用金属有机前体在高温下进行化学反应生成砷化镓薄膜,生长速度较快,适合大面积的生长需求。
砷化镓材料具有很多优点,使其在许多领域得到广泛应用。
首先,砷化镓具有较高的电子迁移率,使得其在高频电子器件中能够实现较高的工作频率。
其次,砷化镓的能带间隙为1.43eV,远大于硅的1.12eV,使其具有较高的光吸收系数和较短的载流子寿命,适合于光电子器件的制造,如激光器、太阳能电池和光电二极管等。
此外,与硅相比,砷化镓在高温下的电学性能更稳定,适用于高温环境下的工作。
在光电子器件方面,砷化镓被广泛应用于激光器的制造。
砷化镓激光器具有较高的发光效率和较宽的发光波长范围,适用于光通信、光存储和光制造等领域。
此外,砷化镓也可以用于制造太阳能电池,由于其能带间隙较大,对高能光的吸收更高,可以提高太阳能电池的转换效率。
在集成电路领域,砷化镓常用于制造高电子迁移率晶体管(HEMT)和互补金属氧化物半导体(CMOS)。
HEMT是一种高频、高功率应用的场效应晶体管,具有较高的电子迁移率和较高的工作频率。
砷化镓晶体及晶片 led制造材料砷化镓晶体及晶片LED制造材料砷化镓(Gallium Arsenide,简称GaAs)是一种半导体材料,具有广泛应用于光电子器件中的优异性能。
作为一种直接能隙材料,砷化镓晶体及晶片常被用于制造高亮度、高效率的LED(Light Emitting Diode,发光二极管)。
砷化镓晶体具有许多优点。
首先,它的晶格常数与硅基材料相近,因此可以在硅基底上生长。
这为砷化镓晶体的集成和封装提供了便利,使得其在电子器件制造中具有广泛应用的潜力。
其次,砷化镓具有较高的电子迁移率和载流子迁移率,使得器件在高频和高速应用中具有优异的性能。
此外,砷化镓还具有较高的光吸收系数,使得其在光电子器件中能够有效地转换光能为电能。
在制造LED时,砷化镓晶片被广泛应用。
砷化镓晶片是一种具有特定结构和材料组成的半导体结构件,能够将电能转换为可见光。
砷化镓晶片的制造过程包括多个步骤。
通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)等方法,在砷化镓基片上生长砷化镓晶体。
这个过程需要精确控制温度、气体流量和气氛等参数,以保证晶体的质量和生长速度。
接下来,通过化学机械抛光(CMP)等方法,将砷化镓晶体表面进行平整处理,以提高晶片的光电特性。
然后,通过光刻、蚀刻和金属化等工艺步骤,将砷化镓晶片制作成LED的结构。
光刻技术用于制作光掩膜,蚀刻技术用于去除不需要的材料,金属化技术用于制作电极和连接线。
这些工艺步骤需要高精度的设备和复杂的工艺流程,以确保LED器件的性能和可靠性。
通过封装和测试等步骤,将制造好的砷化镓晶片LED组装成最终的产品。
封装过程中,需要将晶片与外部环境隔离,并提供电气连接和光学封装。
测试过程中,需要对LED的电学和光学性能进行检测和验证,以确保产品的质量和性能达到设计要求。
砷化镓晶体及晶片是制造LED的重要材料。
通过合理的制造工艺和精细的工艺控制,可以制造出高亮度、高效率的LED产品。
砷化镓晶体及晶片的应用范围广泛,涵盖了照明、显示、通信等多个领域。
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,并且不为非氧化性的酸侵蚀。
砷化镓简介
一种重要的半导体材料。
属Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体。
化学式GaAs,分子量144.63,属闪锌矿型晶格结构,晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃,禁带宽度1.4电子伏。
砷化镓于1964年进入实用阶段。
砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。
由于其电子迁移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。
用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。
此外,还可以用于制作转移器件──体效应器件。
砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,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,故要生长理想化学配比的高纯的单晶材料,技术上要求比较高。
砷化镓单晶生产技术
中国掌握“半导体贵族”砷化镓单晶生产技术
作为第二代半导体,砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。
昨天,2001年7月31日,中国科学家宣布已掌握一种生产这种材料的新技术,使中国成为继日本、德国之后掌握这一技术的又一国家。
北京有色金属研究总院宣布,国内成功拉制出了第一根直径4英寸的VCZ半绝缘砷化镓单晶。
据专家介绍,砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据,因而被广泛应用于遥控、手机、DVD计算机外设、照明等诸多光电子领域。
另外,因其电子迁移率比硅高6倍,砷化镓成为超高速、超高频器件和集成电路的必需品。
它还被广泛使用于军事领域,是激光制导导弹的重要材料,曾在海湾战争中大显神威,赢得“砷化镓打败钢铁”的美名。
据悉,砷化镓单晶片的价格大约相当于同尺寸硅单晶片的20至30倍。
尽管价格不菲,目前国际上砷化镓半导体的年销售额仍在10亿美元以上。
在“十五”计划中,我国将实现该产品的产业化,以占据国际市场。
[1]
砷化镓晶片发展前景
2010年5月,新一期英国《自然》杂志报告说,美国研究人员研发出一种可批量生产砷化镓晶片的技术,克服了成本上的瓶颈,从而使砷化镓这种感光性能比硅更优良的材料有望大规模用于半导体和太阳能相关产业[2]。
美国伊利诺伊大学等机构研究人员报告说,他们开发出的新技术可以生成由砷化镓和砷化铝交叠的多层晶体,然后利用化学物质使砷化镓层分离出来,可同时生成多层砷化镓晶片,大大降低了成本。
这些砷化镓晶片
可以像“盖章”那样安装到玻璃或塑料等材料表面,然后可使用已有技术进行蚀刻,根据需要制造半导体电路或太阳能电池板。
不过,该技术目前还只能用于批量生产较小的砷化镓晶片,如边长500微米的太阳能电池单元。
下一步研究将致力于利用新技术批量生产更大的砷化镓晶片。