一種重要的半導體材料。屬Ⅲ－Ⅴ族化合物半導體。化學式GaAs，分子量144.63，屬閃鋅礦型晶格結構，晶格常數5.65×10-10m，熔點1237℃，禁帶寬度1.4電子伏。砷化鎵于1964年進入實用階段。砷化鎵可以制成電阻率比硅、鍺高3個數量級以上的半絕緣高阻材料,用來制作集成電路襯底、紅外探測器、γ光子探測器等。由于其電子遷移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速數字電路方面得到重要應用。用砷化鎵制成的半導體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優(yōu)點。此外，還可以用于制作轉移器件──體效應器件。砷化鎵是半導體材料中,兼具多方面優(yōu)點的材料,但用它制作的晶體三極管的放大倍數小，導熱性差，不適宜制作大功率器件。雖然砷化鎵具有優(yōu)越的性能，但由于它在高溫下分解，故要生長理想化學配比的高純的單晶材料，技術上要求比較高。
砷化鎵單晶生產技術
中國掌握“半導體貴族”砷化鎵單晶生產技術作為第二代半導體，砷化鎵單晶因其價格昂貴而素有“半導體貴族”之稱。昨天，2001年7月31日，中國科學家宣布已掌握一種生產這種材料的新技術，使中國成為繼日本、德國之后掌握這一技術的又一國家。北京有色金屬研究總院宣布，國內成功拉制出了第一根直徑4英寸的VCZ半絕緣砷化鎵單晶。
據專家介紹，砷化鎵可在一塊芯片上同時處理光電數據，因而被廣泛應用于遙控、手機、DVD計算機外設、照明等諸多光電子領域。另外，因其電子遷移率比硅高6倍，砷化鎵成為超高速、超高頻器件和集成電路的必需品。它還被廣泛使用于軍事領域，是激光制導導彈的重要材料，曾在海灣戰(zhàn)爭中大顯神威，贏得“砷化鎵打敗鋼鐵”的美名。據悉，砷化鎵單晶片的價格大約相當于同尺寸硅單晶片的20至30倍。盡管價格不菲，目前國際上砷化鎵半導體的年銷售額仍在10億美元以上。在“十五”計劃中，我國將實現該產品的產業(yè)化，以占據國際市場。
[1]砷化鎵晶片發(fā)展前景
2010年5月，新一期英國《自然》雜志報告說，美國研究人員研發(fā)出一種可批量生產砷化鎵晶片的技術，克服了成本上的瓶頸，從而使砷化鎵這種感光性能比硅更優(yōu)良的材料有望大規(guī)模用于半導體和太陽能相關產業(yè)[2]。
美國伊利諾伊大學等機構研究人員報告說，他們開發(fā)出的新技術可以生成由砷化鎵和砷化鋁交疊的多層晶體，然后利用化學物質使砷化鎵層分離出來，可同時生成多層砷化鎵晶片，大大降低了成本。這些砷化鎵晶片可以像“蓋章”那樣安裝到玻璃或塑料等材料表面，然后可使用已有技術進行蝕刻，根據需要制造半導體電路或太陽能電池板。
不過，該技術目前還只能用于批量生產較小的砷化鎵晶片，如邊長500微米的太陽能電池單元。下一步研究將致力于利用新技術批量生產更大的砷化鎵晶片。
