砷化鎵是一種無機化合物,化學式為GaAs,為黑灰色固體,熔點1238℃。它在600℃以下能在空氣中穩定存在,并且不被非氧化性的酸侵蝕。砷化鎵是一種重要的半導體材料。屬Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體。屬閃鋅礦型晶格結構,晶格常數5.65×10-10m,禁帶寬度1.4電子伏。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。2001年7月31日,中國科學家宣布已掌握一種生產這種材料的新技術,使中國成為繼日本、德國之后掌握這一技術的又一國家。北京有色金屬研究總院宣布,國內成功拉制出了第一根直徑4英寸的VCZ半絕緣砷化鎵單晶。
砷化鎵的技術工藝是什么?
據專家介紹,砷化鎵可在一塊芯片上同時處理光電數據,因而被廣泛應用于遙控、手機、DVD計算機外設、照明等諸多光電子領域。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域,是激光制導導彈的重要材料,曾在海灣戰爭中大顯神威,贏得“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。 據悉,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,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,我國將實現該產品的產業化,以占據國際市場。
主流的工業化砷化鎵生長工藝包括:直拉法(Cz法)、水平布里其曼法(HB)、垂直布里其曼法(VB法)以及垂直梯度凝固法(VGF法)等。以上方法各有優劣,除了實際工藝制備的方法,另外一種就是通過計算機來實現砷化鎵的晶體生長數值模擬,如利用FEMAG/VB能模擬VB、VGF法生長工藝,利用FEMAG/Cz能模擬CZ法生長工藝;國內北京有色金屬研究總院在晶體生長過程中的微缺陷、以及熔體和氣流流動對晶體生長過程的影響作出了有效的計算模擬,對晶體生長的制備起到了技術指導的作用。