砷化鎵,什麼是砷化鎵
砷化鎵是一種化合物半導體材料,分子式GaAs。
立方晶系閃鋅礦結構,即由As和Ga兩種原子各自組成面心立方晶格套構而成的複式晶格,其晶格常數是5.6419A。室溫下禁頻寬度1.428eV,是直接帶隙半導體,熔點1238℃,質量密度5.307g/cm3,電容率13.18。
砷化鎵單晶的導帶為雙能谷結構,其最低能谷位於第一布里淵區中心,電子有效質量是0.068m0(m0為電子質量,見載流子),次低能谷位於<111>方向的L點,較最低能谷約高出0.29eV,其電子有效質量為0.55m0,價帶頂約位於布里淵區中心,價帶中輕空穴和重空穴的有效質量分別為0.082m0和0.45m0。
較純砷化鎵晶體的電子和空穴遷移率分別為8000cm2/(V·s)和100~300cm2/(V·s),少數載流子壽命為10-2~10-3μs。
在其中摻入Ⅵ族元素Te、Se、S等或Ⅳ族元素Si,可獲得N型半導體,摻入Ⅱ族元素Be、Zn等可製得P型半導體,摻入Cr或提高純度可製成電阻率高達107~108Ω·cm的半絕緣材料。
近十餘年來,由於分子束外延和金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)技術的發展,可在GaAs單晶襯底上製備異質結和超晶格結構,已用這些結構製成了新型半導體器件如高電子遷移率電晶體(HEMT)、異質結雙極型電晶體(HBT)及鐳射器等,為GaAs材料的應用開發了更廣闊的前景。
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