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砷化镓一种重要的半导体材料。属Ⅲ－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℃，禁带宽度1.4电子伏•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，故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。基本属性•砷化镓（galliumarsenide），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磷化铟•性状：沥青光泽的深灰色晶体。•熔点：1070℃。闪锌矿结构，常温下带宽（Eg=1.35eV）。熔点下离解压为2.75MPa。•溶解性：极微溶于无机酸。•介电常数：10.8•电子迁移率：4600cm2/(V·s)•空穴迁移率：150cm2/(V·s)•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。•外观：橙红色透明晶体。•磷化镓是一种由n从族元素镓(Ga)与vA族元素磷(P)人工合成的m-V族化合物半导体材料。•磷化镓的晶体结构为闪锌矿型，晶格常数5.447±0.06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—二极管磷化镓(gap)晶体基片-半导体晶体基片-中美合资磷化镓光电二极管碳化硅•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3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2防弹片-供应碳化硅防弹片锗硅合金•一种半导体合金、掺入III族元素为p型半导体，掺入V族元素为n型半导体，用n和p型合金构成热电偶。一端为高温，另一端为低温。在热偶对回路中产生电流。是一种用于高温的半导体温差发电材料。电阻率为10-2～10-3Ω·m。单晶用区域匀平法制备。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、卫星温差发电器。氮化镓•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优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应•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点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、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GaAs、InP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、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，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阔的前景。•①禁带宽度大（3.4eV），热导率高（1.3W/cm-K），则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强；•②导带底在Γ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（电子漂移速度不易饱和）；•③GaN易与AlN、InN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105cm2/Vs的2-DEG（因为2-DEG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）；•④晶格对称性比较低（为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构），具有很强的压电性（非中心对称所致）和铁电性（沿六方c轴自发极化碲镉汞•碲镉汞(CdxHg1-xTe)是由Ⅱ-Ⅵ族化合物碲化镉和碲化汞组成的三元固溶体半导体。谢谢观赏