化合物半导体材料

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（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
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。
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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。
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
Baidu Nhomakorabea
碲镉汞
砷化镓
氮化镓
锗硅合金
06 05
01
02
磷化铟
磷化镓
03
04
碳化硅
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
• 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
磷化镓—二极管
磷化镓光电二极 管
磷化镓(gap)晶体基片-半导体晶体基 片-中美合资
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
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。
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=1.35 eV）。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。
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。
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