砷化鎵

（gallium arsenide）化學式 GaAs。黑灰色固體，熔點 1238℃。它在600℃以下，能在空氣中穩(wěn)定存在，并且不為非氧化性的酸侵蝕。

目錄

砷化鎵簡介
砷化鎵基本屬性
砷化鎵單晶生產(chǎn)技術(shù)
砷化鎵晶片發(fā)展前景

砷化鎵簡介

　　一種重要的半導體材料。屬Ⅲ－Ⅴ族化合物半導體?；瘜W式GaAs，分子量144.63，屬閃鋅礦型晶格結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)5.65×10-10m，熔點1237℃，禁帶寬度1.4電子伏。砷化鎵于1964年進入實用階段。砷化鎵可以制成電阻率比硅、鍺高3個數(shù)量級以上的半絕緣高阻材料,用來制作集成電路襯底、紅外探測器、γ光子探測器等。由于其電子遷移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速數(shù)字電路方面得到重要應用。用砷化鎵制成的半導體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優(yōu)點。此外，還可以用于制作轉(zhuǎn)移器件──體效應器件。砷化鎵是半導體材料中,兼具多方面優(yōu)點的材料,但用它制作的晶體三極管的放大倍數(shù)小，導熱性差，不適宜制作大功率器件。雖然砷化鎵具有優(yōu)越的性能，但由于它在高溫下分解，故要生長理想化學配比的高純的單晶材料，技術(shù)上要求比較高。

砷化鎵基本屬性

規(guī) 格 砷化鎵
傳輸范圍 (微米) 1.0-22
折射指數(shù)@10微米 3.277
折射指數(shù)的溫度系數(shù)@10.6微米,  149 x 10/度
體積吸收系數(shù)@10微米 / 厘米 <0.01
熔點, 度 1600
硬度 (努普), 千克/平方毫米 750
密度, 克/立方厘米 5.37
斷裂模數(shù), 兆帕 13.8
楊式彈性模數(shù), 千兆帕 8.3
斷裂韌度 兆帕/米 0.31

 砷化鎵單晶生產(chǎn)技術(shù)

　　中國掌握“半導體貴族”砷化鎵單晶生產(chǎn)技術(shù) 　　

作為第二代半導體，砷化鎵單晶因其價格昂貴而素有“半導體貴族”之稱。昨天，中國科學家宣布已掌握一種生產(chǎn)這種材料的新技術(shù)，使中國成為繼日本、德國之后掌握這一技術(shù)的又一國家。 北京有色金屬研究總院宣布，國內(nèi)成功拉制出了第一根直徑4英寸的VCZ半絕緣砷化鎵單晶。 　　

據(jù)專家介紹，砷化鎵可在一塊芯片上同時處理光電數(shù)據(jù)，因而被廣泛應用于遙控、手機、DVD計算機外設(shè)、照明等諸多光電子領(lǐng)域。另外，因其電子遷移率比硅高6倍，砷化鎵成為超高速、超高頻器件和集成電路的必需品。它還被廣泛使用于軍事領(lǐng)域，是激光制導導彈的重要材料，曾在海灣戰(zhàn)爭中大顯神威，贏得“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。

據(jù)悉，砷化鎵單晶片的價格大約相當于同尺寸硅單晶片的20至30倍。盡管價格不菲，目前國際上砷化鎵半導體的年銷售額仍在10億美元以上。在“十五”計劃中，我國將實現(xiàn)該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，以占據(jù)國際市場。

砷化鎵晶片發(fā)展前景

　　2010年5月，新一期英國《自然》雜志報告說，美國研究人員研發(fā)出一種可批量生產(chǎn)砷化鎵晶片的技術(shù)，克服了成本上的瓶頸，從而使砷化鎵這種感光性能比硅更優(yōu)良的材料有望大規(guī)模用于半導體和太陽能相關(guān)產(chǎn)業(yè)。 　　

美國伊利諾伊大學等機構(gòu)研究人員報告說，他們開發(fā)出的新技術(shù)可以生成由砷化鎵和砷化鋁交疊的多層晶體，然后利用化學物質(zhì)使砷化鎵層分離出來，可同時生成多層砷化鎵晶片，大大降低了成本。這些砷化鎵晶片可以像“蓋章”那樣安裝到玻璃或塑料等材料表面，然后可使用已有技術(shù)進行蝕刻，根據(jù)需要制造半導體電路或太陽能電池板。 　　

不過，該技術(shù)目前還只能用于批量生產(chǎn)較小的砷化鎵晶片，如邊長500微米的太陽能電池單元。下一步研究將致力于利用新技術(shù)批量生產(chǎn)更大的砷化鎵晶片。