複合半导体

複合半导体【複合半导体】化合物半导体或複合半导体(英语:compound semiconductor)是一类由化合物构成的半导体材料 。化合物半导体中的化合物通常由两种或更多元素的原子构成 。常见的化合物半导体由13至15族元素(三五半导体)构成 。可能形成的化合物组合较多,这是因为可以有二元化合物(例如:砷化镓)和三元化合物(例如:砷化铟镓)甚至四元化合物(例如:磷化铝镓铟AlInGaP合金) 。
基本介绍中文名:複合半导体
外文名:Compound semiconductor
所属:半导体
组成:两种或是两种以上的半导体
特点:极大改善单半导体的性能
氮化镓氮化镓(GaN、Gallium nitride)是氮和镓的化合物,是一种III族和V族的直接能隙(direct bandgap)的半导体,自1990年起常用在发光二极体中 。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高 。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的雷射二极体,可以在不使用非线性半导体泵浦固体雷射(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)雷射 。如同其他III族元素的氮化物,氮化镓对电离辐射的敏感性较低,这使得它适合用于人造卫星的太阳能电池阵列 。军事的和空间的套用也可能受益,因为氮化镓设备在辐射环境中显示出稳定性 。相比砷化镓(GaAs) 电晶体,氮化镓电晶体可以在高得多的温度和电压工作运行,因此它们是理想的微波频率的功率放大器 。砷化镓砷化镓(化学式:GaAs)是镓和砷两种元素所合成的化合物,也是重要的IIIA族、VA族化合物半导体材料,用来製作微波积体电路、红外线发光二极体、半导体雷射器和太阳电池等元件 。砷化镓是重要的化合物半导体材料,外观呈亮灰色,具金属光泽、性脆而硬 。常温下比较稳定 。加热到873K时,外表开始生成氧化物形成氧化膜包腹 。常温下,砷化镓不与盐酸、硫酸、氢氟酸等反应,但能与浓硝酸反应,也能与热的盐酸和硫酸作用 。砷化铟砷化铟是一种无机化合物,化学式InAs,是一种半导体材料 。它是灰色的立方晶体,熔点942°C 。砷化铟是立方ZnS结构,没有对称中心,所以[111]和[

複合半导体

文章插图
]晶面是不等价的 。硒化锌硒化锌是一种无机化合物,为黄红色的晶体,化学式为ZnSe 。它是一个本徵半导体,能隙2.70eV(25°C) 。硒化锌很少出现在自然界,它出现在方硒锌矿中 。硫化锌硫化锌(化学式:ZnS)是锌的硫化物,为白色至黄色粉末或晶体,难溶于水,主要以闪锌矿和纤锌矿的形式存在 。这两种结构都为宽禁带半导体材料,在光电子器件中有广泛套用 。闪锌矿结构为立方晶系,在300K时的禁频宽度为3.54eV;纤锌矿结构为六方晶系,禁频宽度为3.91eV 。纯的闪锌矿型会在1020°C时转变为纤锌矿型,但杂质的存在会使温度降低 。硫原子在闪锌矿中为立方紧密堆积,在纤锌矿中为六方紧密堆积;两种情况下,锌原子都占一半的四面体空隙 。硫化锌和卤素反应,生成卤化锌和硫或卤化硫 。硫化锌主要用作颜料和填料,硫化锌和硫酸钡的混合物俗称锌钡白或立德粉,是一种很常用的白色颜料,不过已被钛白粉所大量取代 。硫化锌也可用作光学材料和萤光粉的发光成分 。碳化硅碳化硅(Silicon carbide,化学式SiC)俗称金刚砂,宝石名称钻髓,为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物,碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在 。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料 。将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅颗粒,并可将之用于诸如汽车剎车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中,在诸如发光二极体、早期的无线电探测器之类的电子器件製造中也有使用 。如今碳化硅被广泛用于製造高温、高压半导体 。通过Lely法能生长出大块的碳化硅单晶 。人造莫桑石的宝石就是通过切割由Lely法製备的大块碳化硅单晶来获得的 。