砷化镓是什么材料，砷化镓的应用领域

很多朋友对砷化镓是什么材料，砷化镓的应用领域不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

砷化镓是一种重要的化合物半导体材料。

外观呈亮灰色，有金属光泽，性脆、坚硬。室温下比较稳定。当加热到873K时，表面开始生成氧化物，形成氧化膜。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，也能与热盐酸、硫酸反应。

砷化镓天然库存稀缺，通常采用镓与砷直接化合的方法，其中水平区熔法是常用的方法。通过区域纯化可以获得单晶。

砷化镓是一种重要的半导体材料。属于VIII族化合物半导体。属于闪锌矿晶格结构，化学式GaAs。它是一种黑灰色固体，熔点为1238摄氏度。可在600摄氏度以下的空气中稳定存在，不被非氧化性酸腐蚀。

与传统硅材料相比，砷化镓（GaAs）半导体材料具有高电子迁移率（约为硅材料的5.7倍）和宽带隙结构。在相同条件下，它可以更快地传导电流。我们可以利用砷化镓半导体材料来制备微波器件，在卫星数据传输、移动通信、GPS全球导航等领域发挥关键作用。

砷化镓半导体材料的一个重要特性是其光电特性。由于它具有直接带隙（通过吸收或发射光子能量，电子直接从价带跃迁到导带，从而具有较高的发光效率）和宽带隙结构，因此其发光效率高于半导体材料，例如硅锗。它不仅可以用来制作发光二极管和光电探测器，还可以制作半导体激光器，广泛应用于光通信等领域。此外，砷化镓半导体材料还具有耐高温、低功耗的特点，广泛应用于卫星通信领域。

砷化镓的应用

砷化镓可制成半绝缘高阻材料，其电阻率比硅、锗高3个数量级以上，用于制作集成电路基板、红外探测器、伽马光子探测器等。其电子迁移率比硅大56倍，广泛用于微波器件和高速数字电路的制造。用砷化镓制成的砷化镓可制成半绝缘高阻材料，其电阻率比硅、锗高3个数量级以上，用于制作集成电路基板和红外探测器。

:1、砷化镓在光电领域的应用

与其他材料制成的激光器相比，砷化镓激光器有很多优点：首先，激光器件可以做得非常小，比如用砷化镓激光器制成的小型雷达，只有手电筒那么大，可以产生1.010 -11s 脉冲和6W 功率，它是野外条件下非常有效的雷达。

:2、砷化镓在微电子中的应用

微电子方面，以半绝缘砷化镓为衬底，采用直接离子注入自对准平面技术开发的砷化镓高速数字电路、微波单片电路、光电集成电路、低噪声大功率场效应晶体管、并具有速度快、频率高、功耗低、耐辐射等特点。它不仅在国防上具有重要意义，而且广泛应用于民用和国民经济建设中。3、砷化镓在通讯中的应用

半绝缘砷化镓材料主要应用于高频通信器件。近年来在民用无线通信市场特别是手机市场的带动下，半绝缘砷化镓材料的市场规模也出现了快速增长。

:4、砷化镓在微波中的应用

GaAs场效应晶体管和雪崩二极管的工作效率已达到数十吉周期，并可能突破100吉周期，这在雷达和微波通信中具有重要意义。

:5、砷化镓在太阳能电池中的应用

砷化镓太阳能电池的最高效率预计将达到23%至26%，是各类太阳能电池中效率最高的。砷化镓太阳能电池具有很强的抗辐射能力，可以在较高的温度环境下工作。

砷化镓产品特性及制备工艺

半导体材料可细分为衬底、靶材、化学机械抛光材料、光刻胶、电子湿化学品、电子特种气体、封装材料等，其中衬底是半导体材料领域的关键材料之一。砷化镓（GaAs）作为第二代半导体衬底材料的代表，是世界上应用和产量最广泛的化合物半导体材料，也是继硅（Si）材料之后最重要的微电子材料之一。由于砷化镓具有本征载流子浓度低、光电性能好、电子迁移率高（硅的5-6倍）、禁带宽度大（硅为1.43eV，硅为1.1eV）、直接带隙等特点，很容易制作射频器件和光电器件。采用砷化镓制成的射频器件具有频率高、性能好、噪声低、抗辐射能力强等优点，可以满足各种场景的需求。

自20世纪50年代以来，科学家们开发了多种砷化镓单晶生长方法。主流的生长工艺有：液封直拉法（LEC）、水平布里奇曼法（HB）、垂直布里奇曼法曼法（VB）和垂直温度梯度冷冻法（VGF）等。

从中国大陆来看，在我国砷化镓产业链中，我国原材料较为丰富，具有很大的竞争力；单晶制造领域企业较多，技术相对成熟，主要满足国内需求，竞争力一般，直接面临国际领先企业在中国建厂的竞争。例如，美国AXT公司已在中国部署工厂；外延片制造环节在中国大陆几乎空白，部分上市公司布局LED芯片制造，相对低端； IC设计、晶圆制造、封装测试等环节也主要集中于LED芯片的垂直整合，而通信器件的布局才刚刚起步，缺乏竞争力。

文章综合自百度知乎、Chemicalbook、武汉欣荣新材料、行业百科、前瞻产业研究院

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