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化合物半导体
磷化铟(InP)
高电场下,电子峰值漂移速度高于GaAs中的电子,是制备超高速、超高频器件的良好材料; 
InP作为转移电子效应器件材料,某些性能优于GaAs 

InP的直接跃迁带隙为1.35 eV,正好对应于光纤通信中传输损耗最小的波段; 

InP的热导率比GaAs好,散热效能好 

InP是重要的衬底材料:制备半绝缘体单晶 


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磷化铟单晶是周期系第Ⅲ、V族化合物半导体。化学分子式为InP。共价键结合,有一定的离子键成分。属闪锌矿型结构,为复式晶格,晶格常数是0.58688nm。磷化铟单晶的制备操作步骤包括如下两道:
(1)合成磷化铟多晶。合成操作是让高纯的磷蒸气与熔融高纯铟直接发生作用,多采用水平定向结晶法和区域熔炼法。
(2)制备掺杂磷化铟单晶。一般采用高压溶液提拉法,是将盛有磷化铟多晶的石英坩埚置于高压设备内进行,用电阻丝或高频加热,惰性气体保护(压力3×106Pa)下让晶体生长。为了提高InP单晶质量,降低位错密度,可通过掺杂(如Sn、S、Zn、Fe、Ga、Sb等)以减少位错。掺杂是往多晶中放人中间掺人物,使之在熔融和结晶过程中得予扩散实现。 

InP Wafers Specification
Type 导电类型 Semi-Insulated N-Type P-Type NP Type
Dopant  掺杂元素 Fe S, Sn Zn Undoped
Growth Method 长晶方式 VGF
Diameter 直径 2", 3", 4", 6"
Orientation 晶向 (100)±0.5°
Thickness 厚度 (µm)  350-675um ±25um
OF/IF 参考边 US EJ
Carrier Concentration 载流子浓度 - (0.8-8)*1018 (0.8-8)*1018 (1-10)*1015
Resistivity 电阻率 (ohm-cm) >0.5*107 - - -
 Mobility 电子迁移率 (cm2/V.S.) >1000 1000-2500 50-100 3000-5000
Etch Pitch Density 位错密度(/cm2) <5000 <5000 <500 <500
TTV 平整度 [P/P] (µm) <10
TTV 平整度 [P/E] (µm) <15
Warp 翘曲度 (µm) <15
Surface Finished 表面加工 P/P, P/E, E/E

磷化铟(InP)

 
磷化铟(InP)是重要的III-V族化合物半导体材料之一,是继Si、GaAs之后的新一代电子功能材料。
 
由于InP在熔点温度1335±7K时,磷的离解压为27.5atm, 因此InP多晶的合成相对比较困难,单晶生长也困难得多,整个 过程始终要在高温高压下进行,所以InP单晶就难获得,而且在高温高压下生长单晶,其所受到的热应力也大,所以晶片加工就很难,再加上InP的堆垛层错能较低,容易产生孪晶,致使高 质量的InP单晶的制备更加困难。
 
所以目前相同面积的InP抛光 片要比GaAs的贵3~5倍。而对InP材料的研究还远不如Si、GaAs 等材料来得深入和广泛。
 
      高电场下,电子峰值漂移速度高于GaAs中的电子,是制备超高速、超高频器件的良好材料; 
                          InP作为转移电子效应器件材料,某些性能优于GaAs 

                          InP的直接跃迁带隙为1.35 eV,正好对应于光纤通信中 传输损耗最小的波段; 

                          InP的热导率比GaAs好,散热效能好 

                          InP是重要的衬底材料:制备半绝缘体单晶 

 
与GaAs材料相比,在器件制作中,InP材料具有下列优势:
 
1InP器件的电流峰-谷比高于GaAs,因此,InP器件比GaAs 器件有更高的转换效率;
2惯性能量时间常数小,只及GaAs的一半,故其工作频率的 极限比GaAs器件高出一倍;
3热导率比GaAs高,更有利于制作连续波器件; 4基于InP材料的InP器件有更好的噪声特性;
 
InP作为衬底材料主要有以下应用途径:
光电器件,包括光源(LED、LD)和探测器(PD、 APD 雪崩光电探测器)等, 主要用于光纤通信系统。
集成激光器、光探测器和放大器等的光电集成电路(OEIC)是新一代 40Gb/s通信系统必不可少的部件,可以有效提升器件可靠性和减小器件 的尺寸。
InP的禁带宽度为1.34eV,InP高转换效率的太阳能电池,具有高抗辐射 性能被用于空间卫星的太阳能电池,对未来航空技术的开发利用起着重 要的推动作用。
电子器件包括高速高频微波器件(金属绝缘场效应晶体管 MISFET 、HEMT高电子迁移率晶体管 和HBT异质结晶 体管 )
InP基器件在毫米波通讯、防撞系统、图象传感器等新的 领域也有广泛应用。
 
目前,InP微波器件和电路的应用还都主要集中在军事领 域,随着各种技术的进步,InP微电子器件必将过渡到军 民两用,因此InP将有着不可估量的发展前景。 

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