Semi-isolant, substrat d'arséniure de gallium, 4", catégorie d'essai
PAM-XIAMEN développe et fabrique le cristal et la gaufrette d'arséniure de substrat-gallium de semi-conducteur composé. Nous a employé la technologie avancée de cristallogénèse, le gel vertical de gradient (VGF) et la technologie transformatrice de gaufrette d'arséniure de gallium (GaAs). Les propriétés électriques exigées sont obtenues en ajoutant des dopants tels que le silicium ou le zinc. Le résultat est les semi-conducteurs de type n ou de type p de haute résistance (>10^7 ohm.cm) ou de la bas-résistance (<10 - 2 ohm.cm). Les surfaces de gaufrette sont généralement epi-prêtes (extrêmement - basse contamination) c.-à-d. leur qualité convient pour l'usage direct dans des processus épitaxiaux.
Gaufrettes d'arséniure de gallium (GaAs), semi-isolantes pour des applications de la microélectronique
| Article | Caractéristiques | Remarques |
| Type de conduction | Isolation | |
| Méthode de croissance | VGF | |
| Dopant | Non dopé | |
| Gaufrette Diamter | 4, pouce | Lingot disponible |
| Orientation en cristal | (100) +/- 0.5° | |
| DE | EJ, les USA ou entaille | |
| Concentration en transporteur | Non-déterminé | |
| Résistivité à la droite | >1E7 Ohm.cm | |
| Mobilité | >5000 cm2/V.sec | |
| Densité de mine gravure à l'eau forte | <8000 /cm2 | |
| Inscription de laser | sur demande | |
| Finition extérieure | P/P | |
| Épaisseur | 350~675um | |
| Épitaxie prête | Oui | |
| Paquet | Conteneur ou cassette simple de gaufrette |
Propriétés de cristal de GaAs
| Propriétés | GaAs |
| Atoms/cm3 | 4,42 x 1022 |
| Poids atomique | 144,63 |
| Champ de panne | approximativement 4 x 105 |
| Structure cristalline | Zincblende |
| Densité (g/cm3) | 5,32 |
| Constante diélectrique | 13,1 |
| Densité efficace des états dans la bande de conduction, OR (cm-3) | 4,7 x 1017 |
| Densité efficace des états dans la bande de valence, nanovolt (cm-3) | 7,0 x 1018 |
| Affinité d'électron (v) | 4,07 |
| Domaine d'énergie à 300K (eV) | 1,424 |
| Concentration en transporteur intrinsèque (cm-3) | 1,79 x 106 |
| Longueur de Debye intrinsèque (microns) | 2250 |
| Résistivité intrinsèque (ohm-cm) | 108 |
| Constante de trellis (angströms) | 5,6533 |
| Coefficient linéaire de dilatation thermique, | 6,86 x 10-6 |
| ΔL/L/ΔT (1 deg. C) |
| Point de fusion (deg. C) | 1238 |
| Vie de transporteur de minorité (s) | approximativement 10-8 |
| Mobilité (dérive) | 8500 |
| (cm2 de /V-s) |
| µn, électrons |
| Mobilité (dérive) | 400 |
| (cm2 de /V-s) |
| µp, trous |
| Énergie optique (eV) de phonon | 0,035 |
| Parcours moyen de phonon libre (angströms) | 58 |
| La chaleur spécifique | 0,35 |
| (J/g-deg C) |
| Conduction thermique à 300 K | 0,46 |
| (W/cm-degC) |
| Diffusivité thermique (cm2/sec) | 0,24 |
| Pression de vapeur (Pa) | 100 à 1050 deg. C ; |
| 1 à 900 deg. C |
| Longueur d'onde | Index |
| (µm) |
| 2,6 | 3,3239 |
| 2,8 | 3,3204 |
| 3 | 3,3169 |
| 3,2 | 3,3149 |
| 3,4 | 3,3129 |
| 3,6 | 3,3109 |
| 3,8 | 3,3089 |
| 4 | 3,3069 |
| 4,2 | 3,3057 |
| 4,4 | 3,3045 |
| 4,6 | 3,3034 |
| 4,8 | 3,3022 |
| 5 | 3,301 |
| 5,2 | 3,3001 |
| 5,4 | 3,2991 |
| 5,6 | 3,2982 |
| 5,8 | 3,2972 |
| 6 | 3,2963 |
| 6,2 | 3,2955 |
| 6,4 | 3,2947 |
| 6,6 | 3,2939 |
| 6,8 | 3,2931 |
| 7 | 3,2923 |
| 7,2 | 3,2914 |
| 7,4 | 3,2905 |
| 7,6 | 3,2896 |
| 7,8 | 3,2887 |
| 8 | 3,2878 |
| 8,2 | 3,2868 |
| 8,4 | 3,2859 |
| 8,6 | 3,2849 |
| 8,8 | 3,284 |
| 9 | 3,283 |
| 9,2 | 3,2818 |
| 9,4 | 3,2806 |
| 9,6 | 3,2794 |
| 9,8 | 3,2782 |
| 10 | 3,277 |
| 10,2 | 3,2761 |
| 10,4 | 3,2752 |
| 10,6 | 3,2743 |
| 10,8 | 3,2734 |
| 11 | 3,2725 |
| 11,2 | 3,2713 |
| 11,4 | 3,2701 |
| 11,6 | 3,269 |
| 11,8 | 3,2678 |
| 12 | 3,2666 |
| 12,2 | 3,2651 |
| 12,4 | 3,2635 |
| 12,6 | 3,262 |
| 12,8 | 3,2604 |
| 13 | 3,2589 |
| 13,2 | 3,2573 |
| 13,4 | 3,2557 |
| 13,6 | 3,2541 |
Quelle est gaufrette de GaAs ?
L'arséniure de gallium (GaAs) est un composé des éléments gallium et arsenic. C'est un semi-conducteur direct d'espace de bande d'III-V avec une structure cristalline de blende de zinc.
La gaufrette de GaAs est un matériel important de semiconducor. Elle appartient pour grouper le semi-conducteur de composé d'III-V. C'est un type de sphalérite structure de trellis avec une constante de trellis de 5.65x 10-10m, un point de fusion du ℃ 1237 et un espace de bande de 1,4 EV. L'arséniure de gallium peut être transformé en isoler semi les matériaux de haute résistance avec la résistivité plus haut que le silicium et le germanium par plus de trois ordres de grandeur, qui peuvent être employés pour faire le substrat de circuit intégré, le détecteur infrarouge, le détecteur de photons de γ, etc. Puisque sa mobilité des électrons est 5-6 chronomètre plus grand que cela du silicium, elle a été très utilisée dans des dispositifs à micro-ondes et des circuits numériques ultra-rapides. Le dispositif de semi-conducteur fait en GaAs a les avantages de la tenue à haute fréquence, à hautes températures et basse à température, à faible bruit et forte aux rayonnements. En outre, il peut également être employé pour faire des dispositifs d'effet en vrac.
Ce qui est la gaufrette électrique du propertiesof GaAs
Paramètres de base
| Champ de panne | ≈4·105 V/cm |
| Électrons de mobilité | cm2 de ≤8500 V-1s-1 |
| Trous de mobilité | cm2 de ≤400 V-1s-1 |
| Électrons de coefficient de diffusion | ≤200 cm2/s |
| Trous de coefficient de diffusion | ≤10 cm2/s |
| Vitesse de courant ascendant d'électron | 4,4·105 m/s |
| Vitesse de courant ascendant de trou | 1,8·105m/s |
Mobilité et Hall Effect
La mobilité de hall d'électron contre la température pour le dopage différent nivelle.
1. Courbe inférieure : Nd=5·1015cm-3 ;
2. courbe de milieu : Nd=1015cm-3 ;
3. Courbe supérieure : Nd=5·1015cm-3
Pour la GaAs faiblement enduite à la température de près de 300 K, mobilité de hall d'électron
µH=9400 (300/T) cm2 de V-1 S1 |
Mobilité de hall d'électron contre la température pour différents niveaux et degrés de dopage de compensation (hautes températures) :
Ouvrez les cercles : Nd=4Na=1.2·1017 cm-3 ;
Places ouvertes : Nd=4Na=1016 cm-3 ;
Ouvrez les triangles : Nd=3Na=2·1015 cm-3 ;
La courbe solide représente le calcul pour la GaAs pure
Pour la GaAs faiblement enduite à la température de près de 300 K, mobilité de glissement des électrons
µn=8000 (300/T) 2/3 cm2 de V-1 S1 |
Mobilité de dérive et de hall contre la concentration d'électron pour différents degrés de compensation T= 77 K
|
Mobilité de dérive et de hall contre la concentration d'électron pour différents degrés de compensation T= 300 K
|
Formule approximative pour la mobilité de hall
. µn =ΜOH/(1+Nd·10-17) 1/2, où ΜOH≈9400 (cm2 de V-1 S1), ND dans cm-3
.
| La dépendance de la température du facteur de Hall pour la GaAs de type n pure dans un champ magnétique faible |
| La dépendance de la température de la mobilité de hall pour trois échantillons de grande pureté |
Pour la GaAs aux températures de près de 300 K, mobilité de hall de trou
(cm2V-1s-1), (p - dans cm-3)
Pour la GaAs faiblement enduite à la température de près de 300 K, mobilité de hall
µpH=400 (300/T) 2,3 (cm2 de V-1 S1).
La mobilité de hall de trou contre la densité de trou.
rH=1.25.At T= 300 K, le facteur de Hall dans la GaAs pure
Propriétés de transport dans les champs électriques élevés
Les dépendances de champ de la vitesse de glissement des électrons.
La courbe solide a été calculée par
Les courbes précipitées et pointillées sont les données mesurées, 300 K |
Mettez en place les dépendances de la vitesse de glissement des électrons pour les champs électriques élevés, 300 K.
|
Mettez en place les dépendances de la vitesse de glissement des électrons aux différentes températures.
|
Fraction des électrons en vallées de L et de X. le NL et nX en fonction du champ électrique F à 77, à 160, et à 300 K, Nd=0
Courbe pointillée - L vallées, courbe à tiret - vallées de X. |
Énergie moyenne E en vallées de Γ, de L, et de X en fonction du champ électrique F à 77, à 160, et à 300 K, Nd=0
Courbe solide - vallées de Γ, courbe pointillée - L vallées, courbe précipitée - vallées de X. |
Les dépendances de fréquence de la mobilité de différentiel d'électron.
le µd est partie réelle de la mobilité différentielle ; pièce imaginaire de µd*is de mobilité différentielle.
F= 5,5 kilovolts cm-1
|
La dépendance de champ du coefficient de diffusion longitudinal d'électron D||F.
Les courbes 1 et 2 de solide sont des calculs théoriques. Les courbes à tiret 3, 4, et 5 sont des données expérimentales.
Courbe 1 - de
Courbe 2 - de
Courbe 3 - de
Courbe 4 - de
Courbe 5 - |
Mettez en place les dépendances de la vitesse de dérive de trou aux différentes températures.
|
La dépendance de la température de la vitesse de trou de saturation dans les champs électriques élevés
|
La dépendance de champ du coefficient de diffusion de trou.
|
Ionisation d'impact
Il y a deux écoles de pensée concernant l'ionisation d'impact dans la GaAs.
Le premier déclare que le αi et le βi de taux d'ionisation d'impact pour des électrons et des trous dans la GaAs sont connus assez exactement pour distinguer de tels détails subtils tels que l'anisothropy du αi et du βi pour différentes directions cristallographiques. Cette approche est décrite en détail dans le travail par Dmitriev et autres [1987].
| Αi et βi expérimentaux de courbes contre 1/F pour la GaAs. |
| Αi et βi expérimentaux de courbes contre 1/F pour la GaAs. |
| Αi et βi expérimentaux de courbes contre 1/F pour la GaAs. |
Les deuxièmes foyers d'école sur les valeurs du αi et le βi pour le même champ électrique rapporté par différent recherche diffèrent par un ordre de grandeur ou davantage. Ce point de vue est expliqué par Kyuregyan et Yurkov [1989]. Selon cette approche nous pouvons assumer ces αi = βi. La formule approximative pour la dépendance de champ de l'ionisation évalue :
=αoexp de αi = de β i [δ - (δ2 + (F0/F) 2) 1/2]
là où αo = 0,245·106 cm-1 ; β = 57,6 les FO = 6,65·106 V cm-1 (Kyuregyan et Yurkov [1989]).
| Tension claque et champ de panne contre enduire la densité pour une jonction brusque de PN. |
Paramètre de recombinaison
| Matériel de type n pur (aucun | 1014cm-3) | |
| La plus longue vie des trous | τp ~3·10-6 s |
| Longueur de diffusion Lp = (DP·τp) 1/2 | Μm de Lp ~30-50. |
| Matériel de type p pur | |
| (a) niveau bas d'injection | |
| La plus longue vie des électrons | τn | 5·10-9 s |
| Longueur de diffusion Ln = (DN·τ n) 1/2 | Μm de Ln ~10 |
| (b) niveau élevé d'injection (pièges remplis) | |
| La plus longue vie des électrons | τ ~2,5·10-7 s |
| Longueur de diffusion Ln | Ln | µm 70 |
Vitesse de recombinaison extérieure contre enduire la densité
Les différents points expérimentaux correspondent à différentes méthodes de préparation de surface. |
Coefficient radiatif de recombinaison
| 90 K | 1,8·10-8cm3/s |
| 185 K | 1,9·10-9cm3/s |
| 300 K | 7,2·10-10cm3/s |
Coefficient de foreuse
| 300 K | ~10-30cm6/s |
| 500 K | ~10-29cm6/s |
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