GaAs材料分析
化合物半導体材料の研究は、前世紀の初めまで遡ることができます。 最も初期の報告はThielらによって研究されたinP材料である。 1952年、ドイツの科学者Welkerは最初にIII-V族化合物を新しい半導体族として研究し、それらがGeやSiのような元素半導体材料にはない優れた特性を持つことを指摘しました。 過去50年にわたり、化合物半導体材料に関する研究は大きな進歩を遂げており、それはマイクロエレクトロニクスおよびオプトエレクトロニクスの分野でも広く使用されてきた。
ガリウム砒素（ＧａＡｓ）材料は現在最も豊富に存在し、広く使用されており、したがって最も重要な化合物半導体材料であり、そしてシリコンに続く最も重要な半導体材料である。 その優れた性能およびバンド構造のために、ＧａＡｓ材料はマイクロ波装置および発光装置において大きな可能性を有する。 現在、ガリウム砒素材料の高度な生産技術は、日本、ドイツ、アメリカなどの大手国際企業の手の届くところにあります。 外国企業と比較して、国内企業は依然としてガリウム砒素材料の製造技術に大きなギャップを持っています。
ガリウム砒素材料の特性と用途
ガリウム砒素は典型的な直接遷移型エネルギーバンド構造である。 伝導帯の最小値と価電子帯の最大値はブリルアンゾーンの中心、すなわちｋ ＝ ０であり、これは高い電気光学変換効率を有する。 光起電力素子を作製するための優れた材料
300Kでは、GaAs材料の禁制帯幅は1.42Vで、これは0.67Vのゲルマニウムと1.12Vのシリコンよりはるかに大きいです。 したがって、ガリウム砒素デバイスはより高い温度で動作し、大きな電力に耐えることができます。
従来のシリコン半導体材料と比較して、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）材料は、高い電子移動度、大きな禁制帯幅、直接バンドギャップ、低電力消費を有し、電子移動度はシリコン材料の約５．７倍である。 したがって、それは高周波および無線通信におけるＩＣデバイスの製造に広く使用されている。 製造された高周波、高速、耐放射線性の高温装置は、一般に、無線通信、光ファイバ通信、移動体通信、ＧＰＳグローバルナビゲーションなどの分野で使用されている。 ＩＣ製品における偶発的な用途に加えて、ＧａＡｓ材料を他の元素に添加してそれらのバンド構造を変化させて光電効果を生じさせ、半導体発光デバイスを製造し、そしてガリウム砒素太陽電池を製造することもできる。