III-V族化合物半导体-吉林大学课程中心
III-V族化合物半导体太阳能电池_2023年学习资料
從能隙大小來看，磷化銦-InP、砷化镓GaAs、以-及碲化鎘CdTe等半導體材料，是極適合於製作高-效率的 陽能電池·-■能带間隙小於1.4~1.5電子伏特的半導體材料，其光波-的波長分布於紅外光的光譜區域，適合於 外光的光-波吸收。-■倘若將不同能隙的半導體材料，進行不同薄膜層的堆-叠，可以使其波長感度變得較大的區域分 ，因而可-以吸收不同波長的光譜，進而提升光電轉换效率。
大部分III-V族化合物半導體，是直接能隙半-導體，其能量與動量的轉移過程僅需要光子的-釋出-■-在間接能 半導體方面，其能量與動量的轉移-過程不僅僅是光子的釋出，而且其晶體的晶格-熱振動將產生動量的變化，進而衍生 聲子的-遷移效應
電子能量-電洞-hc-Eg能隙能量-動量-a
砷化镓太陽能電池基本特性-1.-高的光電能量轉换效率。-2.-適合於大面積薄膜化製程·-3.-高的抗輻射線 能·-4.-可耐高溫的操作。-5.-低成本而高效率化的生產製程。-6.-適用於太空衛星系統·-7.-可設計 特殊性光波長吸收的太陽能電池。-8.-極適合於聚光型或集光型太陽能電池應用。-9.-具有正負電極導電支架而 於插件安排。
III-V族化合物半導體太陽能電池
III-V族化合物半導體，是發光二極體元件製-作的主要材料，亦是太陽能電池元件的主要材-料之一，其中又以砷 镓為代表性材料。-■太陽能電池的基本原理是「光電效應Opto-Electro Effect」o-太陽能電池 件是二極體元件中的一種，它不-能發光而能夠發電，故又稱為「光伏特二極體-元件Photovoltaic Di de;PVD」或「光伏-特電池Photovoltaic Cell;PWC」。
砷化镓鋁/砷化镓AlGaAs/GaAs-20-矽Si-10-照度：135mW1cm2-100--50-15 -200-250-集光型太陽能電池的光電轉换效率-及其電池操作溫度的關係圖
半导体材料第9讲-III-V族化合物半导体的外延生长
掺杂源有两类，一类是金属有机化合物，另一类是氢化 物，其输运方法分别与金属有机化合物源和氢化物源输运 相同。
MOVPE设备
2．气体输运系统 气体的输运管路是由不锈钢管道、质量流量控制器(mass
金属有机化合物的名称及其英文缩写
三甲基镓 三甲基铟 三甲基铝 三乙基镓 三乙基铟 二甲基锌 二乙基锌 二甲基镉 二乙基镉
Tri-methyl-gallium TMG．TMGa
Tri-methyl-indium TMI．TMIn
Tri-methyl-alumium TMAI
Tri-ethyl-gallium TEG．TEGa
(3) 总杂质浓度和生长温度的关系。在富砷的生长条件下，温度是影响 非掺杂GaAs外延层中总杂质浓度的最重要因素。实验发现，从750℃到 600℃，外延层中的施主和受主浓度都随温度降低而降低。在600℃时， 总杂质浓度<1015／cm3。但低于600℃时，外延层表面变得粗糙。
(4) 源纯度对迁移率的影响。在MOVPE生长非掺杂GaAs外延层中，杂 质的主要来源是源材料，只要TMG和AsH3中一种纯度不够，迁移率就降 低。早期源的纯度不够高曾限制了MOVPE技术的应用。目前采用一般的 源可生长出载流子浓度小于1×1014／cm3，室温迁移率大于6000cm2／ VS的GaAs外延层。
4Ga + xAs4 = 4GaAsx ( x<1 ) 而HCI在高温下同Ga或GaAs反应生成镓的氯化物，它的主反应为
2Ga + 2 HCl = 2 GaCl + H2 GaAs + HCl = GaCl + ¼ As4 + ½ H2
ⅲ-ⅴ族半导体 -回复
ⅲ-ⅴ族半导体-回复ⅲⅴ族半导体，也被称为ⅲⅴ族化合物半导体，其中的“ⅲ”代表元素周期表中的第三周期，而“ⅴ”代表第五周期。
这一族的半导体材料在电子学和光电学领域中具有重要的应用。
它们通常由一种金属元素和一种非金属元素构成，如镓砷化物（GaAs），镓磷化物（GaP）和铟砷化物（InAs）。
本文将详细介绍ⅲⅴ族半导体的性质、制备方法以及应用领域。
首先，ⅲⅴ族半导体具有许多独特的性质。
由于其晶格结构的特殊性，它们通常具有较高的电子迁移率和较好的导电性能。
此外，ⅲⅴ族半导体还具有较大的载流子浓度、较低的缺陷密度和较宽的能带隙。
这些特性赋予了ⅲⅴ族半导体在高频电子器件、光电子器件和太阳能电池等领域的广泛应用。
其次，ⅲⅴ族半导体的制备方法各不相同，具体取决于所选的化合物。
最常使用的制备方法之一是金属有机气相沉积法（MOCVD），它可以在较低的温度下将金属有机化合物和非金属源混合并在衬底上生长出薄膜。
这种方法具有较高的生长速率和较好的均匀性，常用于制备ⅲⅴ族半导体外延膜。
此外，还可使用分子束外延法（MBE）和金属有机化学气相沉积法（MOCVD）等方法进行制备。
在应用领域方面，ⅲⅴ族半导体具有广泛的用途。
在高频电子器件领域，ⅲⅴ族半导体材料被广泛应用于射频功率放大器、微波器件和高速开关之中。
由于其高电子迁移率和较大的载流子浓度，ⅲⅴ族半导体可以提供更高的工作频率和更低的功耗，进而提高器件的性能。
光电子器件是另一个重要的应用领域，ⅲⅴ族半导体材料具有较高的光吸收系数和较大的光致发光量子效率。
因此，它们常被用于制备激光器、光电探测器和光导纤维等器件。
特别是在光通信领域，ⅲⅴ族半导体激光器已经成为主流技术，并广泛应用于光纤通信系统中。
此外，ⅲⅴ族半导体在太阳能电池领域也具有巨大的潜力。
由于其较宽的能带隙和较高的光吸收系数，它们可以实现高效的光电转换。
磷化镓太阳能电池是一种具有高电子迁移率和较高的太阳能转换效率的太阳能电池。
ⅲ-ⅴ族半导体 -回复
ⅲ-ⅴ族半导体-回复ⅲⅴ族半导体ⅲⅴ族半导体是指周期表中第3A族和第5A族元素的化合物，其中ⅲ族元素包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）等，ⅴ族元素包括磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）等。
这些元素在半导体材料中具有重要的性质和应用。
ⅲⅴ族半导体在电子、光电子、光伏和光学等领域中都有广泛的应用。
它们常常以化合物的形式存在，例如磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等。
这些化合物具有较大的能带差，使得它们具有优异的载流子输运性能和光电转换效率。
在ⅲⅴ族半导体中，砷化镓（GaAs）是最具代表性的一种材料。
它是一种直接带隙半导体，具有优异的电学、光学和热学性质。
GaAs晶体结构紧密，晶格匹配性好，因此它可以与硅（Si）等材料形成异质结构，用于制作高频率、高速度的集成电路。
此外，GaAs还具有较高的光吸收系数，可用于制造激光器、光电探测器、光电二极管等光电元件。
除了GaAs，ⅲⅴ族半导体中的砷化铟（InAs）、磷化铟（InP）等也具有重要的应用。
砷化铟是一种窄带隙半导体，它在红外光谱范围内具有高敏感度和高速度的特点，被广泛应用于红外探测器、激光器和红外光电子器件中。
磷化铟是一种较宽带隙的半导体，它具有较高的光吸收系数和较好的载流子迁移率，被广泛应用于光通信、光伏和太阳能电池等领域。
在ⅲⅴ族半导体中，磷化镓（GaP）和磷化砷（GaAs）是常用的研究材料。
磷化镓是一种特殊的半导体材料，它具有优异的光电性能和光电子器件的制备灵活性，广泛用于LED、光电探测器、激光器等光电子器件中。
磷化砷是一种宽带隙半导体，具有较高的光吸收系数和较好的电子迁移率，广泛应用于光伏和光电子器件中。
然而，ⅲⅴ族半导体也存在一些挑战和问题。
首先，ⅲⅴ族半导体材料的制备和加工工艺相对复杂，成本较高。
其次，ⅲⅴ族半导体材料在制备过程中容易因掺杂不均匀等问题导致结构和性能的不一致性。
此外，ⅲⅴ族半导体的热稳定性较差，容易受到表面缺陷和杂质的影响。
8 iii-v多元化合物半导体
本章介绍一些Ⅲ-Ⅴ族多元化合物、多层异质结 构、超晶格、应变超晶格等的制备及其特性。
6
§8-1 异质结与晶格匹配 一、异质结及其分类 异质结是由两种基本物理参数（Eg、功函数、电子亲 和势和介电常数等）不同的半导体单晶材料联结起来 构成的。 按 其 导 电 类 型 ， 分 为 同 型 （ NN+ ， PP+ ） 和 异 型 （PN）两种。 理想的异质结的交界面应该是突变的，但实际上用一 般的外延生长方法制备的异质结，常常是有一定厚度 的缓变区（过渡区），它会影响异质结的某些特性。
第八章 Ⅲ-Ⅴ族多元化合物半导体材料
Ⅲ-Ⅴ族二元化合物的晶格常数和禁带宽度等都是一定的， 在应用时常受到限制。 如：光电器件的发射波长由材料的禁带宽度限定。 由两种Ⅲ-Ⅴ族化合物合成的三元或四元化合物，除与能 量有关的参数（Eg、）考虑能带弯曲外，其它参数（a、 me*、 mhh*、 mhl * mhs * ）基本上用维戈（Vergard）公 式线性插值得到。
8
N-Ga1-xAlxAs
P-GaAs
P-Ga1-xAlxAs h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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I
9
（3）异质结对载流子的限制。由于异质结界面存在 △Ec和△Ev ，所以能够在一定程度上限制电子和空 穴从有源区泄出。异质结结构中从N-AlGaAs限制层 注入P-GaAs有源区的电子受到P-P同型异质结造成 的势垒的限制，大大提高了注入电子的利用率。 如果取有源区厚度小于扩散长度，则注入到有源区 势阱中的电子分布是均匀的，这使同样电流密度下 得到的过剩载流子浓度大大增加。 有源区与N区界面处的价带势垒又阻碍空穴的扩散， 阈值电流密度进一步降低，这是双异质结LD实现室 温连续激射的重要前提。
第六章III-V族化合物半导体
6-及条件的依据：相图
非凝聚体系相图与凝聚体系相图的差别 非凝聚体系P-T-X相图
GaAs作为重要半导体材料的 主要特征
直接带隙，光电材料 迁移率高，适于制作超高频超高速器件和电路 易于制成非掺杂半绝缘单晶，IC中不必作绝缘
隔离层，简化IC，减少寄生电容，提高集成度 Eg较大，可在较高温度下工作 抗辐射能力强 太阳电池，转换率比Si高 Gunn效应，新型功能器件
能带结构：直接带隙 导带中有两个次能谷X，L，与主能谷能量差不大 主能谷中：电子有效质量较小，迁移率较高 次能谷种：电子有效质量大，迁移率小，态密度大， 室温下：电子处于主能谷 当外电场超过某一阈值时： 电子由主能谷→次能谷，迁移率由大→小， 出现：电场增大，电流减小的负阻效应 体效应（电子转移效应），Gunn效应（1963年）
GaAs晶体生长的两个途径
熔体生长：先合成1:1的化合物熔体然后直
接由熔体中生长其单晶 溶液生长：由某一组分的溶液中生长化合 物晶体（常以III族元素作溶剂）
对Ga-As体系精细相图
GaAs在加热时发生的一些可逆反应 熔体生长的GaAs晶体一般含有较多的Ga空
位
GaAs的物理、化学性质
暗灰色，有金属光泽 其晶格常数随T及化学计量偏离有关，
a（富As）<a（富Ga） 室温下对H2O和O2是稳定的 大气中600℃以上开始氧化 真空中800 ℃以上开始离解 与盐酸×与浓硝酸∨易溶于王水
GaAs的能带结构与Gunn效应
GaAs能带结构和Gunn效应
第六章 III-V族化合物半导体
IIIA元素：B 、Al、Ga、In
VA元素： N、P、As、Sb 组合形成的化合物15种（BSb除外） 目前得到实用的III-V族化合物半导体 GaN GaP GaAs InP GaSb InSb InAs 原子序数之和：由小→大 材料熔点：由高→低 带隙宽度：由大→小
iii-v 半导体工艺
iii-v 半导体工艺
III-V半导体工艺是指使用III族和V族元素（如砷、磷、镓、铟和砷化镓、磷化镓等化合物）制造半导体器件的工艺技术。
III-V半导体材料具有优异的电子特性，包括高电子迁移率、高饱和漂移速度和较小的能隙。
因此，III-V半导体器件在高频电子器件、光电子器件以及高功率和高温应用中具有广泛的应用前景。
III-V半导体工艺包括以下几个主要步骤：
1. 基片准备：选择适当的基片材料（如砷化镓、磷化镓等），并进行表面清洁和处理，以确保良好的材料质量和界面特性。
2. 外延生长：使用外延生长技术（如金属有机气相外延，分子束外延等）在基片上沉积III族和V族元素的薄膜。
外延生长过程中可以控制材料的组成、厚度和结晶性能。
3. 光刻和蚀刻：使用光刻技术在外延膜上定义所需的器件结构，并使用蚀刻技术将多余的材料去除，形成所需的器件形状。
4. 掺杂和扩散：通过掺杂技术向外延膜中引入杂质（如硅、碳等）以改变材料的电学性质，并使用热扩散技术将杂质扩散到所需的深度。
5. 金属化和封装：将金属电极和连接线形成在器件上，以实现器件的电子连接和封装保护。
III-V半导体工艺具有较高的技术难度和成本，但其器件性能优异，广泛应用于高速电子器件（如高频放大器、光通信器件）、高功率器件（如高功率激光器、太阳能电池）和高温器件（如高温传感器、高温电子器件）等领域。
ⅲ-ⅴ族半导体 -回复
ⅲ-ⅴ族半导体-回复什么是ⅲⅴ族半导体？ⅲⅴ族半导体，又被称为ⅲ-ⅴ族化合物半导体，是一类重要的半导体材料。
它的名称源于其在元素周期表中的位置，即以ⅲ族元素和ⅴ族元素组成。
ⅲ族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)，ⅴ族元素包括磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)。
这些元素组合在一起形成固体晶体结构，具有半导体性质。
ⅲⅴ族半导体的特性ⅲⅴ族半导体具有许多独特的性质，使其成为当前科技发展中的关键材料。
首先，ⅲⅴ族半导体具有宽带隙。
带隙指的是材料中电子能量的间隔，宽带隙意味着较高的电子波特性。
这使得ⅲⅴ族半导体在高频率、高功率电子器件中大显身手，如射频放大器和太阳能电池。
其次，ⅲⅴ族半导体具有高载流子迁移率。
载流子迁移率是指电子或空穴在材料中传输的能力。
而ⅲⅴ族半导体的高载流子迁移率使其在电子学和光电子学领域中表现出色，如高速光电探测器和激光器。
此外，ⅲⅴ族半导体还具有较高的光吸收系数。
光吸收系数是材料对光线吸收的能力。
ⅲⅴ族半导体的高光吸收系数使其成为可见光和红外光传感器的理想选择。
应用领域ⅲⅴ族半导体在众多领域中都有着广泛的应用。
首先，ⅲⅴ族半导体在光电子学领域中扮演着重要角色。
激光器是其中的一种重要设备，用于光纤通信、医学和军事等领域。
此外，高速光电探测器也是ⅲⅴ族半导体的主要应用之一，它能够将光信号转换为电信号，并用于高速通信和光通信设备中。
其次，ⅲⅴ族半导体在电子学领域中具有重要地位。
微电子器件、集成电路和半导体传感器等都需要ⅲⅴ族半导体的支持。
铟磷化物(InP)和砷化镓(GaAs)等材料在电子学中得到了广泛应用。
此外，ⅲⅴ族半导体还在能源领域中发挥了重要作用。
太阳能电池是利用太阳能进行能量转换的设备，而ⅲⅴ族半导体材料具有高吸收系数和宽带隙的特性，使其成为太阳能电池的理想选择。
总结ⅲⅴ族半导体是一类重要的半导体材料，具有宽带隙、高载流子迁移率和光吸收系数的特性。
它在光电子学、电子学和能源领域中有着广泛的应用。
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第6章 III-V族化合物半导体吉林大学电子科学与工程学院半导体材料第六章 III-V族化合物半导体IIIA元素：B 、Al、Ga、In VA元素： N、P、As、Sb 组合形成的化合物15种（BSb除外） 目前得到实用的III-V族化合物半导体 GaN GaP GaAs GaSb InP InAs InSb 原子序数之和：由小→大 ¾ 材料熔点：由高→低 ¾ 带隙宽度：由大→小吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料元素 B Al Ga InN BN 直接6.4eV AlN 直接6.2eV GaN 直接3.4eV InN 直接0.7eVPAsSbBP BAs 间接2.0eV 间接1.5eV AlP AlAs AlSb 间接2.45eV 间接 2.12eV 间接1.6eV GaP GaAs GaSb 间接2.26eV 直接 1.43eV 直接 0.73eV InP InAs InSb 直接1.35eV 直接0.45eV 直接0.18eV吉林大学电子科学与工程学院半导体材料与Si相比，III-V族二元化合物半导体的独特性质1. 带隙较大，大部分室温时＞ 1.1eV ，因而所制造的 器件耐受较大功率，工作温度更高 2. 大都为直接跃迁型能带，因而其光电转换效率高， 适合制作光电器件，如 LED 、 LD、太阳电池等。
GaP虽为间接带隙，但Eg 较大(2.25eV)，掺入等电 子杂质所形成的束缚激子发光仍可得到较高的发光 效率。
是红 (Zn-O 、 Cd-O) 、黄 (Bi) 、绿 (N) 光 LED 的主要材料之一 3. 电子迁移率高，很适合制备高频、高速器件吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料第六章 III-V族化合物半导体6-1、III-V族化合物半导体的特性 6-2、GaAs单晶的生长方法 6-3、GaAs单晶中杂质的控制 6-4、GaAs单晶的完整性 6-5、其它III-V族化合物的制备吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料6-1-1 III-V族化合物半导体的晶体结构多数为闪锌矿结构（AlN GaN InN为纤锌矿结构） 由两套面心立方格子沿体对角线移动 1/4 长度套构而 成，两套格子一套是Ⅲ族原子，另一套是V族原子。
Ga As闪锌矿结构晶胞吉林大学电子科学与工程学院闪锌矿结构GaAs的Ga、As周围 的正四面体构形半导体材料Ⅲ-V族化合物半导体的成键 在闪锌矿结构中，Ⅲ族元素原子与V族元素原子的价 电子数是不等的，关于成键机构有几种说法。
1. 认为是由 V 族原子的 5 个价电子中拿出一个给Ⅲ族原 子，然后它们相互作用产生 sp3 杂化，形成类似金刚 石结构的共价键。
GaAs： Ga原子得电子→GaAs原子给电子→As+ 按上述说法键合时，虽说是以共 价键为主，但由于 Ga- 和 As+ 离 子的电荷作用而具有离子键性质。
吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料Ⅲ-V族化合物半导体的成键 2. 认为在闪锌矿型晶体结构中，除Ga-和As+形成的共 价键外，还有 Ga3+ 和 As3- 形成的离子键，因此Ⅲ-V 族化合物的化学键属于混合型。
由于离子键作用，电子云的分布是不均匀的，它有 向V族移动的趋向，即产生极化现象。
这样导致在V 族原子处出现负有效电荷，Ⅲ族原子处出现正有效 电荷。
除共价键外还有一定成分离子键，这使它的化学键 有一定极性。
Ⅲ-V族化合物半导体的离子键成分与组成其的Ⅲ族 和 V 族原子的电负性之差有关。
两者差越大，共价 键成分就越小而离子键成分就越大，极性也越强。
吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料6-1-3 III-V族化合物的极性1. 非中心对称性 闪锌矿结构，无对称中心。
从垂直 [111] 方向看， GaAs 是一系列由 Ga 原子和 As 原子组成的双原子层，因此晶体在对称晶面上的性 质不同。
如[111]和[111]是不同的。
III族：A原子，对应的{111}面称为A面 V族：B原子，对应的{111}面称为B面 ¾ A—B组成的双原子层称为电偶极层 ¾ A边和B边化学键，有效电荷不同，电学和化学性 质很不相同，把这种不对称性叫做极性吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料极性（闪锌矿是非中心对称的）[111][111]Ⅲ Ⅴ表面AⅤ Ⅲ[1 1 1]Ⅲ Ⅴ Ⅲ Ⅴ Ⅲ Ⅴ表面B[1 1 1]闪锌矿结构在[110]面上的投影吉林大学电子科学与工程学院显示在[111]方向和 [ 1 1 1 ] 方向的差别半导体材料2. 3.极性对解理性的影响 主要解理面不是｛111｝而是｛110｝ 极性对表面腐蚀及晶体生长的影响对一些特定腐蚀剂的表面腐蚀行为不同。
¾ B (As)面电负性大，化学活性强，更易于氧化 ¾ 含氧化剂(亲电性)的腐蚀剂，腐蚀速度：B面＞A面 对晶体生长的影响 B面生长慢，易生长出单晶，晶体位错密度低 极性对杂质的引入，补偿等都有影响 极性还会在晶片加工中引起损伤层厚度，表面完整 性等方面的差异吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料6-1-2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构 锗和硅的能带结构Ge SiGe Eg= 0.67 eVSi Eg=1.12 eV吉林大学电子科学与工程学院半导体材料GaAs的能带结构与Gunn效应①直接带隙：导 带极小值和价 带极大值都在 k=0 ②300K时的禁带 宽 度 Eg ＝ 1.43eV ③GaAs<100> 方 向上具有双能 谷能带结构。
导带中有两个 能谷：Γ主能 谷 ， X 次 能 谷，能量差不 大 ， 为 0.36eV 。
E Lc XcΓcΔE=0.36eVEg=1.43eV k吉林大学电子科学与工程学院半导体材料GaAs能带结构和Gunn效应主能谷中：曲率大，电子有效质量较小，迁移率较 高 次能谷中：曲率小，电子有效质量大，迁移率小， 态密度大E¾ 室温下：电子处于主能谷 ¾ 当外电场超过某一阈值时： 电子由主能谷→次能谷， 迁移率由大→小 表现：电场增大，电流减 小的负阻效应吉林大学电子科学与工程学院LcΓcXcΔE=0.36eVEg=1.43eV k半导体材料GaAs能带结构和Gunn效应¾ 体效应（电子转移效 应 ） ， Gunn effect （J.B. Gunn at IBM in 1962） ¾ Gunn 效应是制作体效 应微波二极管（耿氏二 极管）的基础吉林大学电子科学与工程学院半导体材料GaAs的物理、化学性质物理性质 ¾ 暗灰色，有金属光泽 ¾ 密度：5.32g/cm3 ¾ 熔点：1237 ℃ ¾ 电子迁移率：8500cm2/V·s~10500cm2/V·s ¾ 其晶格常数随温度及化学计量偏离有关 化学性质 ¾ 室温下对H2O和O2是稳定的 ¾ 大气中600℃以上开始氧化 ¾ 真空中800℃以上开始离解 ¾ 与盐酸不反应×，与浓硝酸反应√ ，易溶于王水√吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料GaAs作为重要半导体材料的主要特征① 直接带隙，光电特性好，光电材料，可作发光与激 光器件，Si，Ge 只作微电子材料 ② 迁移率高（是硅的 5-6 倍），适于制作超高频超高 速器件和电路 ③ 易于制成非掺杂半绝缘单晶， IC 中不必作绝缘隔 离层，简化IC，减少寄生电容，提高集成度 ④ Eg 较大（ 1.43eV ），可在较高温度下（450℃ ） 工作。
硅：250℃， 锗：100℃ ⑤ 耐热、抗辐射能力强 ⑥ 太阳能电池，转换率比Si高 ⑦ Gunn效应，新型功能器件吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料GaAs作为重要半导体材料的主要特征用GaAs材料制作的器件频率响应好、速度快、工 作温度高，能满足集成光电子的需要。
它是目前 最重要的光电子材料，也是继 Si 材料之后最重要 的微电子材料，它适合于制造高频、高速的器件 和电路。
GaAs是化合物半导体中最重要、用途最广泛的半 导体材料，也是目前研究得最成熟、生产量最大 的化合物半导体材料。
吉林大学电子科学与工程学院半导体材料曲折的应用历程GaAs早在1926年就已经被合成。
直到1952年确认了它 的半导体性质。
因价格昂贵而素有“半导体贵族”之称 50 年代中期当半导体硅的工艺获得突破以后，因其优 异的半导体性质，人们的目光集中在GaAs上。
但是用 它制作的晶体管和二极管，性能不及Si和Ge。
60年代初，出现了Gunn微波二极管，人们曾寄希望于 将此器件取代真空速调管，使雷达实现固体化。
后终 因输出功率太小而未能实现。
在改善计算机性能中，用GaAs制成了超高速电路，可 以提高计算机的计算速度，但是后来开发出计算机并 行计算技术，又给GaAs的应用泼了冷水。
直到90年代初期，GaAs的应用基本限于光电子器件和 军事用途。
吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料步入黄金时代由于认识到其优异性能及其战略意义，人们不断 地对 GaAs 材料器件及应用进行研究与开拓，这 些工作为今天的GaAs大发展打下了基础。
GaAs 器件有分立器件和集成电路。
现在集成电 路已不是硅的一统天下， GaAs 集成电路已占集 成电路市场份额的2%强。
吉林大学电子科学与工程学院半导体材料已获应用的GaAs器件有:微波二极管：耿氏 二极管、变容二极 管等 微波晶体管:场效应 晶体管，高电子迁 移率晶体管，异质 结双极型晶体管等 集成电路 : 微波单片集成 电路(MMIC )、超高速集 成电路(VHSIC)等;吉林大学电子科学与工程学院发光二极管：红外发光 二极管(IR LED)、可见 光发光二极管(作衬底用) 、激光二极管(LD) 光探测器 高效太阳电池 霍尔元件半导体材料GaAs在我们日常生活中的一些应用遥控器是通过 GaAs 发出的红 外光把指令传给主机的。
家电上的红色、绿色指示灯是 以 GaAs 等材料为衬底做成的 发光二极管。
CD ， DVD ， BD 光盘是用以 GaAs 为衬底制成的 GaAlAs 激 光二极管进行读出的。
......吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料GaAs应用领域移动电话 GaAs微波电路，高频 下，使用电压低、功率 效率高、噪声低光纤通信 GaAs或GaAs基 LD或LED发射 汽车 GPS，防碰装置 用GaAs的微波器 件所支持吉林大学电子科学与工程学院GaAs 材 料 与器件的 应用领域军事应用 相控阵雷达、电 子对抗、激光描 准、夜视、通信 太空高效太阳电池 人造天体多使用GaAs 太阳能电池作能源半导体材料第六章 III-V族化合物半导体6-1、III-V族化合物半导体的特性 6-2、GaAs单晶的生长方法 6-3、GaAs单晶中杂质的控制 6-4、GaAs单晶的完整性 6-5、其它III-V族化合物的制备吉林大学电子科学与工程学院 半导体材料6-2-1 III－V族化合物体系的平衡相图¾选择合适晶体 生长方法及条件 的依据：相图 ¾III 族元素和 V 族元素在液相时 可以无限互溶， 它们在 III 族和 V 族 原 子 比 为 1:1 处生成一个固液 同组成的化合物。