半導(dǎo)體材料的分類及應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-08-30 01:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 E( 分子束外延) 或MOCVD( 金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積) 技術(shù)制得的。GaAs VHSIC 的發(fā)展借鑒了Si IC 的經(jīng)驗(yàn), 例如CAD 技術(shù)、全離子注入平面結(jié)構(gòu)、干法刻蝕、難熔金屬柵或替代式柵自對準(zhǔn)工藝等。砷化鎵集成電路的制作水平已達(dá)?? 100mm 的圓片和0. 4??m 線寬, 數(shù)字電路35 萬門的產(chǎn)品已投入市場。在固體微波器件領(lǐng)域, 微波頻率的低端( 4GHz 以下) Si雙極晶體管是功率器件的主流, 在4GHz 以上, 微波固態(tài)功率源則是以GaAs MESFET 器件為主流產(chǎn)品, 并且借用MBE、MOCVD 等高質(zhì)量超薄層生長技術(shù)以及亞微米微細(xì)加工技術(shù), HEM T 及HBT 等微波和毫米波新器件得到很大發(fā)展, 基保GaAs、InP 及AlGaAs 等Ⅲ Ⅴ族材料的優(yōu)越性能得到了充分利用。而InP 在許多方面呈現(xiàn)出比GaAs 更好的特性, 它的主要特性是:速度高、耐輻射, 可進(jìn)行光化學(xué)蝕刻, 頻率高, 導(dǎo)熱性好, 擊穿場強(qiáng)高?，F(xiàn)業(yè)已證實(shí), InP 制造的晶體管與用其它任何材料制造的器件相比其速度快50%。InP 是制造高頻器件、結(jié)型場效應(yīng)晶體管、抗核輻射器件以及光電集成電路最有希望的基礎(chǔ)材料。由于電子戰(zhàn)、雷達(dá)、通信和智能武器能軍用要求, 以及移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和汽車通信等商用要求, 高頻、高速、低噪、寬帶大功率的小型可靠的半導(dǎo)體器件和電路成為發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展的重點(diǎn), 微波毫米波單片集成電路(MIM IC) 從80 年代以來得到迅速的發(fā)展, 現(xiàn)在MIMIC 電路已將微波電路本身的集成、微波與數(shù)字電路的集成以及微電子與光電子的集成結(jié)合在一起( 宏單元電路) , M IMIC 工藝已進(jìn)入了3 英寸0. 1??m 的水平。半導(dǎo)體光電子器件包括半導(dǎo)體發(fā)光器件、光探測器件和光電子集成電路三大部分, 在這個(gè)領(lǐng)域, 化合物半導(dǎo)體特別是Ⅲ Ⅴ族材料起著十分重要的作用。此外, 化合物半導(dǎo)體之間還能形成固溶體, 又稱混晶。按組成元素的數(shù)目構(gòu)成三元或四元固溶體。組成多元固溶體的優(yōu)點(diǎn)在于: 隨著每種組元在固溶體中所占百分比的改變, 固溶體的許多性質(zhì)會(huì)連續(xù)地改變, 從而滿足器件設(shè)計(jì)的需要。由于社會(huì)的迅速信息化, 軍事上對通信聯(lián)絡(luò)及武器裝備高精度、高靈敏、小型化要求的刺激, 基于大面積超薄層外延生長( 超晶格量子陷結(jié)構(gòu)) 技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)的高性能光電子器件正迅速發(fā)展, 例如高速化寬帶寬光源和光電二極管、二維陣列表面光電子器件、光集成器件、大面陣高分辨率圖象傳感器和熱成像器件等, 這些領(lǐng)域主要是化合物在大顯身手。下面是Si、GaAs 和I nP 三種主要半導(dǎo)體材料的性質(zhì)比較表2 SiGaAs 和I nP 基本物理性質(zhì)比較Si GaAs InP晶格常數(shù) A 5. 491 5. 653 5. 869密度 kg/ cm3 2. 33103 5. 32103 4. 787103熔點(diǎn) ℃ 1412 1237 1062禁帶寬度 eV 1. 119 1. 38 1. 27晶體結(jié)構(gòu)金剛石型閃鋅礦型閃鋅礦型晶系立方立方立方熱導(dǎo)率 W/ cm. K 0. 21 0. 07 0. 10顯微硬度 kg/ cm2 950 700177。50 435177。20熔點(diǎn)時(shí)的蒸
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