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铟化砷镓光电半导体研究热点

Answer 1

问：铟化砷镓光电半导体研究热点

答：亲亲，非常荣幸为您解答铟化砷镓光电半导体研究热点是由于GaAs具有很高的电子迁移率，故可用于制备高速或微波半导体器件。砷化镓还用于制作耐高温、抗辐照或低噪声器件，以及近红外发光和激光器件，也用于作光电阴极材料等。更重要的是它将成为今后发展超高速半导体集成电路的基础材料。1.砷化镓电子器件的开发和利用根据砷化镓材料电子迁移率高的特xing，它是开发超高速计算机很理想的器件材料。它的电子迁移率比硅高约5倍，它的运算速度比硅器件也高许多。在上世纪70-80年代，人们纷纷预测并看好砷化镓材料将在超高速计算机的发展中起着重要作用，并投入了相当的人力和财力进行研究。然而，由于一些技术和成本问题，加之异军突起而开发出的硅材料互补型金属氧化物半导体成电路，其工作电压低、功耗较低、速度较快、成本低，能满足当时的器件需要。因此，形成了对砷化镓的竞争压力，致使砷化镓开发超高速计算机暂时放缓了速度。近年，随着冷zhan结束，许多军用技术都转入民用。由于砷化镓材料所独具的高频、高速、低噪声、低工作电压特xing，它在信息的高频高速传送和数字化的处理方面，发挥着重大的作用。用砷化镓材料所开发出的电子器件：如金属半导体场效应晶体管、高迁移率晶体管、微波单片集电路、异质结双极晶体管等在移动通讯、光纤通讯、卫星广播通讯、报处理以及其它一些领域发挥着硅器件不可替代的作用，这些应用的推广大大推动了砷化镓材料的发展。2.砷化镓光电器件的应用砷化镓光电器件的应用方面：可见光发光二极管。由于它体积小、节能、响应快、shou命长，被广泛应用于家电、办公设备、广告牌、交通信号灯及汽车尾灯等；红外发光二极管。用作遥控器、光隔离器、编码器及34机、办公设备的无线连接、近距离情报传送等；激光器。广泛应用于CD、MD、DVD及医疗和其它一些工业领域；砷化镓太阳电池用于卫星通讯等领域。砷化镓器件的这些广泛的军、民领域的使用，极大地推动了掺杂导电xing砷化镓的发展。

答：亲亲~拓展知识哦：技术人员在努力地提高晶体的生长质量，但晶体中还是包含大量的点缺陷，位错和杂质。这些晶体缺陷总是时时刻刻在影响着砷化镓器件的xing能。这些缺陷的形成主要由向材料中掺杂的方式和生长时的条件状态决定。1.点缺陷晶体中原子尺度范围内的缺陷，称为点缺陷。可存在于完美晶体或非完美晶体中。点缺陷包括晶格中的空位，填隙原子，错位原子，在晶体生长过程中有意或无意引入的杂质原子。研究这些点缺陷在晶体中的行为具有十分重要的意义，因为这些缺陷的行为效应及缺陷类型对材料中载流子的散射、载流子数量有较大的影响，将直接关系到材料的电学xing能的稳定。当这些机理研究清楚以后，我们可以通过有意的在晶体材料生长过程中掺杂引入有益缺陷，从而达到改善晶体料电学xing能的目的。2.位错一系列连续的点缺陷贯穿晶体某一区域，就形成了位错。当晶体晶格所受的应力超过了晶格发生danxing形变所需的zui大dan力时，便可产生这种连续的缺陷。如果将晶体制作成一薄片，并经磨平和抛光，那么薄片上位错露头的地方在化学试剂腐蚀的作用下可表现出一些独特的腐蚀坑形貌。这些腐蚀坑形貌仅存在于位错附近一定距离内的位置处。半导体工业的砷化镓晶片加工技术中，规定单位面积腐蚀坑数量为晶片的位错密度位错的存在，相当于在半导体内部形成了一个散射通道，这将会加速半导体中载流子的散射。如果用能带理论去描述的话，就相当于在禁带中引入了一个捕获中心，这样会改变晶片刻蚀时的xing能效果，直接导致的后果是改变了器件的电xing能。研究表明，在场效应晶体管中，由于位错效应，会给源沟道电流、栅电压、载流子浓度和衬底电阻率等带来不利影响。3.砷化镓中的杂质在晶体生长过程中，会有意或无意地引入杂质。一般情况下，引入的杂质都是具有电活xing的，但是有一些引进的wu染会在晶体中形成空位，从而不具有电活xing。规定掺入的杂质在半导体中要么是施主原子，要么是受主原子。施主原子是比其替代的原子多一个或一个以上的电子，这些多出的电子在晶体中可以自由移动从而形成电流；相反，受主原子是比其替代的原子少一个或一个以上的电子，因此，受主原子可以捕获晶体中的自由移动的电子。不管是在半导体中掺入哪一种类型的杂质，都会导致半导体材料电学xing能的改变。浅施主杂质能级和浅受主杂质能级分别位于禁带中靠近导带和价带的3kT能量范围内。