砷化镓

砷化镓（gallium arsenide），化学式 GaAs。黑灰色固体，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀。

砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65×10-10m，熔点1237℃，禁带宽度1.4电子伏。砷化镓于1964年进入实用阶段。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外，还可以用于制作转移器件──体效应器件。砷化镓是半导体材料中，兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。

基本信息

中文名称：砷化镓

英文名称：gallanylidynearsane

英文别名：EINECS 215-114-8;Gallium monoarsenide;arsanylidynegallium;GALLIUM ARSENIDE;

CAS号：1303-00-0

分子式：AsGa

分子量：144.67600

安全信息

符号：GHS08

信号词：危险

危害声明：H350; H372

警示性声明：P201; P308 + P313

包装等级：II

危险类别：6.1

海关编码：2853009022

危险品运输编码：UN 1557 6.1/PG 2

WGK Germany：3

危险类别码：R23/25

安全说明：S20/21; S28; S45; S60; S61

RTECS号：LW8800000

危险品标志：T; N

主要特性

规 格                      砷化镓

传输范围(微米)                1.0-22

折射指数  10微米              3.277

折射指数的温度系数  10.6微米      149 x 10/度

体积吸收系数  10微米/厘米        <0.01

熔点,摄氏度                  1238

硬度(努普)千克/平方毫米          750

密度,克/立方厘米               5.37

断裂模数,兆帕                 13.8

杨式弹性模数,千兆帕             8.3

断裂韧度 兆帕/米               0.31

材料优点

GaAs拥有一些较Si还要好的电子特性，使得GaAs可以用在高于250 GHz的场合。如果等效的GaAs和Si元件同时都操作在高频时，GaAs会产生较少的噪音。也因为GaAs有较高的崩溃压，所以GaAs比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。因为这些特性，GaAs电路可以运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。GaAs曾用来做成甘恩二极管、微波二极管和耿氏二极管)以发射微波。

GaAs的的另一个优点：它是直接能隙的材料，所以可以用来发光。而Si是间接能隙的材料，只能发射非常微弱的光。(但是，最近的技术已经可以用Si做成LED和运用在镭射。)

发展前景

2010年5月，新一期英国《自然》杂志报告说，美国研究人员研发出一种可批量生产砷化镓晶片的技术，克服了成本上的瓶颈，从而使砷化镓这种感光性能比硅更优良的材料有望大规模用于半导体和太阳能相关产业。

美国伊利诺伊大学等机构研究人员报告说，他们开发出的新技术可以生成由砷化镓和砷化铝交叠的多层晶体，然后利用化学物质使砷化镓层分离出来，可同时生成多层砷化镓晶片，大大降低了成本。这些砷化镓晶片可以像“盖章”那样安装到玻璃或塑料等材料表面，然后可使用已有技术进行蚀刻，根据需要制造半导体电路或太阳能电池板。

不过，该技术目前还只能用于批量生产较小的砷化镓晶片，如边长500微米的太阳能电池单元。下一步研究将致力于利用新技术批量生产更大的砷化镓晶片。

安全性

GaAs的毒性至今仍没有被很完整的研究。因为它含有As，经研究指出，As是剧毒的。但是，因为GaAs的晶体很稳定，所以如果身体吸收了少量的GaAs，其实是可以忽略的。当要做晶圆抛光制程（磨GaAs晶圆使表面微粒变小）时，表面的区域会和水起反应，释放或分解出少许的As。就环境、健康和安全等方面来看GaAs时，及金属有机化合物前驱物的工业卫生监控研究，都最近指出以上的观点。