化合物半导体中的代表：砷化镓
随着人们对半导体材料进行不断的深入研究，发现的半导体材料越来越多,到现在,半导体材料的种类多得难以数计。除了硅、硒、锗等元素外,在金刚石中掺上硼、磷等杂质还能制成耐高温的半导体。至于化合物半导体就更多了,例如,在元素周期表中的Ⅲ-V族化合物及Ⅱ-N族化合物都具有半导体性能。这里只挑选其中有代表性的砷化镓来摆一摆它的好处。
化合物砷化镓具有半导体性能,是1952年才由科学家H·韦尔克发现的,于是许多人开始对它的性能作进一步的研究。并在1962年用它研制出第一个半导体激光器。原来砷化镓还有很高的发光效率,是制造半导体激光器和发光二极管的理想材料。在研究中科学家们发现,砷化镓的某些性能比锗和硅更加优越。
比如,它的禁带宽度大,能在更高和更大的反向电压下工作,是制造大功率器件的优良材料;还有,砷化镓的电子迁移率高,是硅的6倍,因此可在更高的频率下工作,是制造高速集成电路和高速电子器件的理想材料。砷化镓还是一种性能优良的光电转换材料,能直接高效地将太阳光的光能转化成电能,转换效率最高可达25%,比硅的光电转换效率还要高出不少,因此是很有前途的制造太阳能电池的材料。
可惜,砷化镓也有美中不足,除了“物美价不廉”成本高之外;还有一些别的毛病。比如,砷是一种有毒的易挥发成分,这样,砷化镓在高温下会离解并释放出砷蒸气,严重损害其性能,为了解决这类问题,制作砷化镓的工艺和技术就变得比硅、锗更复杂,成本要高得多。因此,尽管砷化镓有前面所说的优点,人们对它有时只能“敬而远之”，只能在制造一些有特殊要求的“高品位”电子器件中,(如肖特基势垒场效应晶体管、微波单片集成电路、超高速集成电路、高电子迁移率晶体管和高效太阳能电池等……),才将它“请出来”“扛大梁”。这和有本事的人要用“高薪聘请”一样，真正能请得起的“老板”也不多。
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