電學(xué)半導(dǎo)體材料的分類及應(yīng)用-在線瀏覽
2024-09-13 06:09本頁面
【正文】 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多種具在半導(dǎo)體性質(zhì)的化合物, 包括Ⅰ族與Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族。 Ⅲ 族與Ⅴ、Ⅵ族。 Ⅴ族與Ⅵ族。但這當(dāng)中有實用價值或工藝上目前達到實用階段的并不多, 主要集中在Ⅲ—Ⅴ 及Ⅱ —Ⅵ族化合物及其多元固溶體上。2. 1?、蟆踝寤衔锛捌涔倘荏w半導(dǎo)體Ⅲ—Ⅴ 族合化物指周期表中Ⅲ—A( B、Al、Ga、I n)與VA( N、P、As、Sb) 族元素構(gòu)成的16 種化合物, 但B系及N 系化合物由于制備困難、能源過寬以及自補償效應(yīng)等原因, 只BN 及AIN 有一些研究報導(dǎo)。因此, 研究得較多的是Ga、I n 與As、P和Sb 的化合物, 尤其是GaAs 和InP。因此在高速集成電路的領(lǐng)域已向硅提出了強有力的挑戰(zhàn)。GaAs M ESFET 是1974 年研制成功的, 在GaAs VHSIC 中用得最多, 也是最基本的有源器件。GaAs VHSIC 的發(fā)展借鑒了Si IC 的經(jīng)驗, 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工藝等。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?，F(xiàn)業(yè)已證實, 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%。由于電子戰(zhàn)、雷達、通信和智能武器能軍用要求, 以及移動通信、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)達國家競相發(fā)展的重點, 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 工藝已進入了3 英寸0. 1??m 的水平。此外, 化合物半導(dǎo)體之間還能形成固溶體, 又稱混晶。組成多元固溶體的優(yōu)點在于: 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)會連續(xù)地改變, 從而滿足器件設(shè)計的需要。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 ℃ 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。20熔點時的蒸汽壓 105Pa 610 6 Pas2+ Pas 4= 0. 98 PGa= 10 4 Pp2+ Pp4= 27. 5屈服應(yīng)力 N/ mm2 — 1. 9 1. 8堆垛層錯能 meV/ at om
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