化合物半導體材料

化合物半導體材料是由兩種或兩種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，並具有確定的禁頻寬度和能帶結構等半導體性質的稱為化合物半導體材料。

基本介紹

• 中文名：化合物半導體材料
• 外文名：Compound semiconductor material
• 適用領域範圍：原子配比形成的化合物
• 含義：有確定的禁頻寬度和能帶結構
• 分類：Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體

簡介

由兩種或兩種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，並具有確定的禁頻寬度和能帶結構等半導體性質的稱為化合物半導體材料。

分類

化合物半導體材料種類繁多，性質各異，如Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體及其固溶體材料，Ⅳ-Ⅳ族化合物半導體(SiC)和氧化物半導體(Cu2O)等。它們中有寬禁帶材料，也有高電子遷移率材料；有直接帶隙材料，也有間接帶隙材料。因此化合物半導體材料比起元素半導體來，有更廣泛的用途。

性質

多數化合物半導體都含有一個或一個以上揮發性組元，在熔點時揮發性組元會從熔體中全部分解出來。因此化合物半導體材料的合成、提純和單晶製備技術比較複雜和困難。維持熔體的化學計量比，是化合物半導體材料製備的一個重要條件。

製備

通常採用水平布里奇曼法(HB)、液封直拉法(LEC)、高壓液封直拉法(HPLEC)、垂直梯度凝固法(VGF)製備化合物半導體單晶，用液相處延(LPE)、氣相處延(VPE)、分子束外延(MBE)、金屬有機物化學氣相沉積法(MOCVD)等製備它們的薄膜和超薄層微結構化合物材料。

材料優勢

化合物半導體積體電路的主要特徵是超高速、低功耗、多功能、抗輻射。以GaAs為例，通過比較可得：

1.化合物半導體材料具有很高的電子遷移率和電子漂移速度，因此，可以做到更高的工作頻率和更快的工作速度。

2.肖特基勢壘特性優越，容易實現良好的柵控特性的MES結構。

3.本徵電阻率高，為半絕緣襯底。電路工藝中便於實現自隔離，工藝簡化，適合於微波電路和毫米波積體電路。

4.禁頻寬度大，可以在Si器件難以工作的高溫領域工。

套用

化合物半導體材料已廣泛套用：在軍事方面可用於智慧型化武器、航天航空雷達等方面，另外還可用於手機、光纖通信、照明、大型工作站、直播通信衛星等商用民用領域。