gaas的制备和应用

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1、半导体材料-…GaAs的制备和应用从半导体材料进入人们的视线以来，在短短的几十年间半导体材料有了飞速的发展，人们对半导体材料的研究越来越来深，半导体的种类越来越到多，应用方面越来越广。由于半导体学科的飞速发展，其产品涉及到了世界的各个方面，包括了通讯、医疗、军事等等个领域，使得世界发生了翻天覆地的变化。首先，简单介绍一下半导体材料的一些特性和发展历史。导电能力介于道题与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能，可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁灯外界因素的变化十分敏感，在半导体材

2、料中掺入少量杂质可以控制这类材料的导电率。同吋也是因为这些因素使得半导体材料可以制成多种多样的元器件，称为现代工业的基础。现在使用的半导体材料种类非常多，大致可以分为这么几类：1、元素类半导体，包括了硅、鍺、硒等等，大多数是使用硅材料；2、化合物半导体，有两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料，包括了砷化镓、磷化铟、碳化硅等等；3、无定形半导体材料，用作半导体的玻璃是一种非晶无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种，具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力；4、有机增半导体材料，已知的有机半导体材料有几十种，包罗了萘、聚丙烯晴

3、和一些芳香族化合物等等。下面我选择介绍的是GaAs,这是一种III--V族化合物半导体材料，到目前为止是一种用来制作微波器件和集成电路的重要材料。类比于其他种类的半导体材料，GaAs具有III-V族化合物半导体材料的独特性质：带隙大，制作的期间耐受较人功率，工作温度更高；为直接跃迁型带隙，因而光电转换效率高，适合制作光电器件；电子迁移率高，适合制作高频、高速器件。GaAs是闪锌矿结构：V族原子的5个共价键电子中拿出一个给III族原子，相互作用产生sp3杂化，形成类似金刚石结构的共价键。GaAs在300K时禁带宽度Eg为1.43eV，最高工作

4、温度450。GaAs单晶的(111)A和(111)B面有不同的腐蚀性。砷化镓的制备过程：随着对砷化镓使用的愈加广泛，人类对砷化镓的制备工艺也在进行着不断地研究和完善，到目前为止已经有多种砷化镓的制备工艺技术，其中最主要的要属水平布里奇曼法和液态密封法。下而我将对液态密封法制备砷化镓工艺全过程做一些介绍。液态密封法也称LEP法或LEC法，它是目前拉制大直径III-V族化合物晶体的最重要的方法。它的大概过程是再高压炉内，将欲拉制的化合物材料盛于石英坩埚中，上面覆盖一层透明而黏滞的惰性熔体，将整个化合物熔体密封起来，然后再在惰性熔体上充以一定压力

5、的惰性气体，用此法来抑制化合物材料的离解。LEC法制备砷化镓单晶的工艺流程如下：1、装料：一石英杯装Ga，一石英安瓶装As，石英坩埚中装B2O3；2、抽真空下，B2O3加热脱水(900-1000度)，GUIAs瓶烘烤除去氧化膜；3、降温至600-700度，将Ga倒入坩埚内沉没在B2O3下，充Ai•气；4、As安瓶下端的毛细管尖插入Ga夜中，升温至合成温度，As受热气化溶入Ga内生长GaAs;5、拔出安瓶管，并按Si直拉法拉晶程序，引晶-缩颈-放肩-等径生长-收尾拉光等步骤拉制GaAs单晶。砷化镓的特性及性能：砷化镓是III-V族化合物半导体

6、，它人多以共价键结合，也有一定的离子键成分，为深灰色的立方晶体，立方晶系闪锌矿结构。导带为双能谷结构，为直接带隙半导体，禁带宽度比元素半导体锗及硅大。制成的器件有较好的耐高温特性及频率特性，发光性能好及电子转换率高。是制备高频、高温、高辐射、低噪声器件的材料，也是制备近红外发光、激光器件和光电阴极的材料，利用其双能谷结构可制作耿氏器件。三、砷化镓的近期发展动态在上个世纪90年代，砷化镓半导体微电子学就已经达到了成熟规模化水平，可以将其引入到市场进行规模化生产。为了更好地迎合市场，较低的生产成本是器件发展的主要驱动力，现在LEC法生长的砷化镓

7、晶体约占市场的50%，但由于外延工艺优选低位错密度的GaAs，预期LEC砷化镓的市场份额将进一步减少。近几年砷化镓单晶的生产技术正在快速发展，各项技术正逐渐趋于完善，应用领域也在不断地增大，具有很好的发展前景。砷化镓的应用领域：砷化镓材料具冇高频，低噪声和高电子迁移率的物理特性，最初在国防，太空科技以及人造卫星通讯方而有广泛的用途。现在随着通讯行业的不断发展，人类对砷化镓的需求越来越多，使用越来越广，在手机、计算机以及无线电通信等方面都有广泛的用途。未来随着砷化镓性能的完善以及新的科技产品的推出，砷化稼微波器件应用卫星通讯芯片、智能型交通运

8、输系统及智能型家庭网络等领域更有无限的商机。