Аналіз матеріалу GaAs
1. Дослідження складених напівпровідникових матеріалів можна простежити до початку минулого століття. Найбільш ранні звітні матеріали, вивчені Thiel et al. У 1952 році німецький учений Велькер вперше вивчив III-V сполуки як нове сімейство напівпровідників і зазначив, що вони мають кращі властивості, якими не володіють елементарні напівпровідникові матеріали, такі як Ge і Si. Протягом останніх п'ятдесяти років дослідження складних напівпровідникових матеріалів досягли значного прогресу, а також широко використовувалися в області мікроелектроніки та оптоелектроніки.
Матеріали арсеніду галію (GaAs) в даний час є найбільш поширеними, широко використовуваними, а тому найбільш важливими сполучними напівпровідниковими матеріалами, а також найбільш важливими напівпровідниковими матеріалами після кремнію. Завдяки своїй чудовій продуктивності та смужковій структурі, матеріали GaAs мають великий потенціал у мікрохвильових пристроях та світлодіодах. В даний час передова технологія виробництва арсенідів галію все ще знаходиться в руках великих міжнародних компаній, таких як Японія, Німеччина і США. У порівнянні з іноземними компаніями вітчизняні підприємства все ще мають великий розрив у технології виробництва арсенідів галію.
2. Властивості та використання матеріалів арсеніду галію
Арсенід галію є типовою структурою енергетичної зони прямого переходу. Мінімальне значення зони провідності та максимальне значення валентної зони знаходяться в центрі зони Бріллюена, тобто k = 0, що робить її високою ефективністю електрооптичного перетворення. Відмінний матеріал для підготовки фотоелектричних пристроїв.
При 300К ширина забороненої зони матеріалу GaAs становить 1,42В, що набагато більше, ніж 0,67В германію і 1,12В кремнію. Тому пристрої арсеніду галію можуть працювати при більш високих температурах і витримувати велику потужність.
У порівнянні з традиційними кремнієвими напівпровідниковими матеріалами, арсенід галію (GaAs) має високу мобільність електронів, велику ширину забороненої зони, пряму заборонену зону, низьке енергоспоживання і рухливість електронів приблизно в 5,7 рази більше, ніж у кремнієвих матеріалів. Тому він широко застосовується у виробництві пристроїв ІС у високочастотному і бездротовому зв'язку. Високочастотні високошвидкісні високотемпературні високопродуктивні пристрої, що виробляються, зазвичай використовуються в області бездротового зв'язку, оптичного волоконного зв'язку, мобільного зв'язку, глобальної навігації GPS тощо. На додаток до випадкового застосування в IC продуктів, матеріали GaAs можуть бути додані до інших елементів, щоб змінити їх структуру смуги для отримання фотоелектричного ефекту, зробити напівпровідникові світло випромінюючі пристрої, і зробити сонячні елементи арсенід галію.