砷化镓(化学物)
砷化镓(gallium arsenide),化学式 GaAs。黑灰色固体,熔点1238℃。它在600℃以下,能在空气中稳定存在,并且不被非氧化性的酸侵蚀。
砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构,晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃,禁带宽度1.4电子伏。砷化镓于1964年进入实用阶段。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外,还可以用于制作转移器件──体效应器件。砷化镓是半导体材料中,兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小,导热性差,不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能,但由于它在高温下分解,故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料,技术上要求比较高。
GaAs拥有一些较Si还要好的电子特性,使得GaAs可以用在高于250 GHz的场合。如果等效的GaAs和Si元件同时都操作在高频时,GaAs会产生较少的噪音。也因为GaAs有较高的崩溃压,所以GaAs比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。因为这些特性,GaAs电路可以运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。GaAs曾用来做成甘恩二极管、微波二极管和耿氏二极管)以发射微波。
GaAs的毒性至今仍没有被很完整的研究。因为它含有As,经研究指出,As是剧毒的。但是,因为GaAs的晶体很稳定,所以如果身体吸收了少量的GaAs,其实是可以忽略的。当要做晶圆抛光制程(磨GaAs晶圆使表面微粒变小)时,表面的区域会和水起反应,释放或分解出少许的As。就环境、健康和安全等方面来看GaAs时,及金属有机化合物前驱物的工业卫生监控研究,都最近指出以上的观点。
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