stringtranslate.com

Арсенид галлия

Арсенид галлия ( GaAs ) — полупроводник группы III-V с прямой запрещенной зоной и кристаллической структурой типа цинковой обманки .

Арсенид галлия используется в производстве таких устройств, как интегральные схемы СВЧ- диапазона , монолитные интегральные схемы СВЧ-диапазона , инфракрасные светодиоды , лазерные диоды , солнечные элементы и оптические окна. [6]

GaAs часто используется в качестве материала подложки для эпитаксиального роста других полупроводников III-V, включая арсенид галлия индия , арсенид галлия алюминия и другие.

История

Арсенид галлия был впервые синтезирован и изучен Виктором Гольдшмидтом и его соучастником Дондером Ввишуной в 1926 году путем пропускания паров мышьяка, смешанных с водородом, через оксид галлия (III) при 600°C. [7] [8] Полупроводниковые свойства GaAs и других соединений III-V были запатентованы Генрихом Велькером в Siemens-Schuckert в 1951 году [9] и описаны в публикации 1952 года. [10] Коммерческое производство его монокристаллов началось в 1954 году, [11] а дальнейшие исследования последовали в 1950-х годах. [12] Первые инфракрасные светодиоды были изготовлены в 1962 году . [11]

Подготовка и химия

В соединении галлий имеет степень окисления +3 . Монокристаллы арсенида галлия могут быть получены тремя промышленными способами: [6]

Альтернативные методы производства пленок GaAs включают: [6] [14]

Окисление GaAs происходит на воздухе, ухудшая производительность полупроводника. Поверхность может быть пассивирована путем осаждения кубического слоя сульфида галлия (II) с использованием соединения сульфида трет-бутилгаллия, такого как (т
БуГаС)
7. [15]

Полуизолирующие кристаллы

В присутствии избыточного мышьяка були GaAs растут с кристаллографическими дефектами ; в частности, антиструктурными дефектами мышьяка (атом мышьяка на месте атома галлия в кристаллической решетке). Электронные свойства этих дефектов (взаимодействующие с другими) приводят к тому, что уровень Ферми закрепляется вблизи центра запрещенной зоны, так что этот кристалл GaAs имеет очень низкую концентрацию электронов и дырок. Эта низкая концентрация носителей похожа на собственный (совершенно нелегированный) кристалл, но ее гораздо легче достичь на практике. Эти кристаллы называются «полуизолирующими», что отражает их высокое удельное сопротивление 10 7 –10 9 Ом·см (что довольно много для полупроводника, но все же намного ниже, чем у настоящего изолятора, такого как стекло). [16]

Офорт

Влажное травление GaAs в промышленных масштабах осуществляется с использованием окислителя, такого как перекись водорода или бромная вода, [17] и та же стратегия описана в патенте, касающемся переработки лома компонентов, содержащих GaAs, где Ga3+
образует комплекс с гидроксамовой кислотой («ГК»), например: [18]

GaAs + Н
2О
2+ "HA" → комплекс "GaA" + H
3АсО
4+ 4 ч.
2О

В результате этой реакции образуется мышьяковая кислота . [19]

Электроника

цифровая логика GaAs

GaAs может использоваться для различных типов транзисторов: [20]

HBT может использоваться в интегрированной логике впрыска (I 2 L).

Самый ранний логический вентиль на основе GaAs использовал буферизированную логику FET (BFL). [20]

С 1975 по 1995 год основными используемыми логическими семействами были:  [ 20]

Сравнение с кремнием для электроники

Преимущества GaAs

Некоторые электронные свойства арсенида галлия превосходят свойства кремния . Он имеет более высокую скорость насыщенных электронов и более высокую подвижность электронов , что позволяет транзисторам на основе арсенида галлия работать на частотах свыше 250 ГГц. [22] Устройства на основе GaAs относительно нечувствительны к перегреву из-за их более широкой запрещенной энергетической зоны, а также они, как правило, создают меньше шума (помех в электрическом сигнале) в электронных схемах, чем кремниевые устройства, особенно на высоких частотах. Это является результатом более высокой подвижности носителей и более низких паразитных резистивных устройств. Эти превосходные свойства являются убедительными причинами для использования схем на основе GaAs в мобильных телефонах , спутниковой связи, микроволновых двухточечных линиях связи и высокочастотных радиолокационных системах. Он также используется в производстве диодов Ганна для генерации микроволн . [ требуется цитата ]

Еще одним преимуществом GaAs является то, что он имеет прямую запрещенную зону , что означает, что его можно использовать для эффективного поглощения и излучения света. Кремний имеет непрямую запрещенную зону и поэтому относительно плохо излучает свет. [ необходима цитата ]

Как материал с широкой прямой запрещенной зоной и, как следствие, устойчивостью к радиационному повреждению, GaAs является превосходным материалом для космической электроники и оптических окон в мощных приложениях. [22]

Из-за своей широкой запрещенной зоны чистый GaAs обладает высоким сопротивлением. В сочетании с высокой диэлектрической постоянной это свойство делает GaAs очень хорошей подложкой для интегральных схем и в отличие от Si обеспечивает естественную изоляцию между устройствами и схемами. Это сделало его идеальным материалом для монолитных микроволновых интегральных схем (MMIC), где активные и основные пассивные компоненты могут быть легко изготовлены на одном срезе GaAs.

Один из первых микропроцессоров на основе GaAs был разработан в начале 1980-х годов корпорацией RCA и рассматривался для программы «Звездные войны» Министерства обороны США . Эти процессоры были в несколько раз быстрее и на несколько порядков более устойчивы к радиации, чем их кремниевые аналоги, но были более дорогими. [23] Другие процессоры на основе GaAs были реализованы поставщиками суперкомпьютеров Cray Computer Corporation, Convex и Alliant в попытке опередить постоянно совершенствующиеся микропроцессоры CMOS . В конце концов, в начале 1990-х годов Cray построила одну машину на основе GaAs, Cray-3 , но усилия не были адекватно капитализированы, и компания подала заявление о банкротстве в 1995 году.

Сложные слоистые структуры арсенида галлия в сочетании с арсенидом алюминия (AlAs) или сплавом Al x Ga 1−x As можно выращивать с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) или с помощью эпитаксии из металлоорганических соединений в паровой фазе (МОГФЭ). Поскольку GaAs и AlAs имеют почти одинаковую постоянную решетки , слои имеют очень малую индуцированную деформацию , что позволяет выращивать их практически произвольной толщины. Это позволяет создавать транзисторы HEMT с чрезвычайно высокой производительностью и высокой подвижностью электронов и другие устройства с квантовыми ямами .

GaAs используется для монолитных усилителей мощности радаров (но GaN может быть менее восприимчив к тепловому повреждению). [24]

Преимущества кремния

Кремний имеет три основных преимущества перед GaAs для производства интегральных схем. Во-первых, кремний широко распространен и дешев в обработке в виде силикатных минералов. Экономия масштаба, доступная кремниевой промышленности, также препятствовала принятию GaAs. [ необходима цитата ]

Кроме того, кристалл Si имеет очень стабильную структуру и может быть выращен в були очень большого диаметра и обработан с очень хорошим выходом. Он также является довольно хорошим теплопроводником, что позволяет очень плотно упаковывать транзисторы, которым необходимо избавляться от тепла, выделяемого при работе, что очень желательно для проектирования и производства очень больших ИС . Такие хорошие механические характеристики также делают его подходящим материалом для быстро развивающейся области наноэлектроники . Естественно, поверхность GaAs не может выдерживать высокие температуры, необходимые для диффузии; однако жизнеспособной и активно используемой альтернативой с 1980-х годов была ионная имплантация. [25]

Вторым важным преимуществом Si является наличие собственного оксида ( диоксида кремния , SiO2 ) , который используется в качестве изолятора . Диоксид кремния можно легко встраивать в кремниевые схемы, и такие слои прилипают к лежащему под ним кремнию. SiO2 не только является хорошим изолятором (с шириной запрещенной зоны 8,9 эВ ), но и интерфейс Si-SiO2 можно легко спроектировать так, чтобы он имел превосходные электрические свойства, и что наиболее важно, низкую плотность состояний интерфейса. GaAs не имеет собственного оксида, не поддерживает легко стабильный адгезионный изолирующий слой и не обладает диэлектрической прочностью или качествами пассивации поверхности Si-SiO2 . [ 25]

Оксид алюминия (Al 2 O 3 ) широко изучался в качестве возможного оксида затвора для GaAs (а также InGaAs ).

Третье преимущество кремния заключается в том, что он обладает более высокой подвижностью дырок по сравнению с GaAs (500 против 400 см 2 В −1 с −1 ). [26] Эта высокая подвижность позволяет изготавливать более скоростные P-канальные полевые транзисторы , которые требуются для КМОП- логики. Поскольку у них отсутствует быстрая структура КМОП, схемы GaAs должны использовать логические стили, которые имеют гораздо более высокое энергопотребление; это сделало логические схемы GaAs неспособными конкурировать с кремниевыми логическими схемами.

Для производства солнечных элементов кремний имеет относительно низкую поглощающую способность для солнечного света, то есть для поглощения большей части солнечного света требуется около 100 микрометров Si. Такой слой относительно прочен и прост в обращении. Напротив, поглощающая способность GaAs настолько высока, что для поглощения всего света требуется всего несколько микрометров толщины. Следовательно, тонкие пленки GaAs должны поддерживаться на материале подложки. [27]

Кремний является чистым элементом, что позволяет избежать проблем стехиометрического дисбаланса и термического расслоения GaAs. [28]

Кремний имеет почти идеальную решетку; плотность примесей очень низкая и позволяет создавать очень маленькие структуры (до 5 нм в коммерческом производстве по состоянию на 2020 год [29] ). Напротив, GaAs имеет очень высокую плотность примесей, [30] что затрудняет создание интегральных схем с малыми структурами, поэтому процесс 500 нм является обычным процессом для GaAs. [ необходима цитата ]

Кремний имеет примерно в три раза большую теплопроводность, чем GaAs, при этом риск локального перегрева в мощных устройствах ниже. [24]

Другие приложения

Ячейки GaAs с тройным переходом, покрывающие MidSTAR-1

Транзистор использует

Транзисторы из арсенида галлия (GaAs) используются в усилителях мощности радиочастот для сотовых телефонов и беспроводной связи. [31] Пластины GaAs используются в лазерных диодах , фотодетекторах и усилителях радиочастот (РЧ) для мобильных телефонов и базовых станций. [32] Транзисторы GaAs также являются неотъемлемой частью монолитных микроволновых интегральных схем (MMIC) , используемых в системах спутниковой связи и радиолокации, а также в малошумящих усилителях (LNA), которые усиливают слабые сигналы. [33] [34]

Солнечные элементы и детекторы

Арсенид галлия является важным полупроводниковым материалом для дорогостоящих, высокоэффективных солнечных элементов и используется для монокристаллических тонкопленочных солнечных элементов и для многопереходных солнечных элементов . [35]

Первое известное эксплуатационное использование солнечных элементов GaAs в космосе произошло в миссии «Венера-3» , запущенной в 1965 году. Солнечные элементы GaAs, произведенные компанией «Квант», были выбраны из-за их более высокой производительности в условиях высоких температур. [36] Затем элементы GaAs использовались для луноходов по той же причине. [ требуется ссылка ]

В 1970 году группа под руководством Жореса Алферова в СССР разработала гетероструктурные солнечные элементы на основе GaAs , [37] [38] [39] достигнув гораздо более высокой эффективности. В начале 1980-х годов эффективность лучших солнечных элементов на основе GaAs превзошла эффективность обычных кристаллических кремниевых солнечных элементов. В 1990-х годах солнечные элементы на основе GaAs заменили кремниевые в качестве типа элементов, наиболее часто используемых для фотоэлектрических батарей для спутниковых приложений. Позднее двух- и трехпереходные солнечные элементы на основе GaAs со слоями германия и фосфида галлия-индия были разработаны в качестве основы трехпереходного солнечного элемента, который имел рекордную эффективность более 32% и мог работать также со светом, концентрированным как 2000 солнц. Этот тип солнечных элементов питал марсоходы Spirit и Opportunity , которые исследовали поверхность Марса . Кроме того, многие солнечные автомобили используют GaAs в солнечных батареях, как и телескоп Хаббл. [40]

Устройства на основе GaAs удерживают мировой рекорд по самой высокой эффективности однопереходного солнечного элемента — 29,1% (по состоянию на 2019 год). Такая высокая эффективность объясняется чрезвычайно высоким качеством эпитаксиального роста GaAs, пассивацией поверхности AlGaAs [41] и содействием рециркуляции фотонов тонкопленочной конструкцией. [42] Фотоэлектрические элементы на основе GaAs также отвечают за самую высокую эффективность (по состоянию на 2022 год) преобразования света в электричество, поскольку исследователи из Института Фраунгофера по системам солнечной энергетики достигли эффективности 68,9% при воздействии на тонкопленочный фотоэлектрический элемент GaAs монохроматического лазерного света с длиной волны 858 нанометров. [43]

Сегодня многопереходные ячейки GaAs имеют самую высокую эффективность среди существующих фотоэлектрических ячеек, и траектории показывают, что это, вероятно, сохранится в обозримом будущем. [44] В 2022 году Rocket Lab представила солнечную ячейку с эффективностью 33,3% [45] на основе технологии инвертированных метаморфных многопереходных ячеек (IMM). В IMM сначала выращиваются материалы с согласованной решеткой (те же параметры решетки), а затем несогласованные материалы. Верхняя ячейка, GaInP, выращивается первой и согласована по решетке с подложкой GaAs, за ней следует слой GaAs или GaInAs с минимальным несоответствием, а последний слой имеет наибольшее несоответствие решетки. [46] После роста ячейка монтируется на вторичную ручку, а подложка GaAs удаляется. Главным преимуществом процесса IMM является то, что инвертированный рост в соответствии с несоответствием решетки позволяет достичь более высокой эффективности ячейки.

Сложные конструкции устройств Al x Ga 1−x As-GaAs с использованием квантовых ям могут быть чувствительны к инфракрасному излучению ( QWIP ).

Диоды GaAs можно использовать для обнаружения рентгеновских лучей. [47]

Перспективы развития солнечных элементов на основе GaAs

Несмотря на то, что фотоэлектрические элементы на основе GaAs являются явными чемпионами по эффективности для солнечных элементов, они имеют относительно ограниченное применение на современном рынке. Как в мировой генерации электроэнергии, так и в мировой мощности по производству электроэнергии солнечная электроэнергия растет быстрее, чем любой другой источник топлива (ветер, гидроэнергия, биомасса и т. д.) за последнее десятилетие. [48] Однако в настоящее время солнечные элементы на основе GaAs не используются для широкомасштабной солнечной генерации электроэнергии. Это во многом связано со стоимостью солнечных элементов на основе GaAs — в космических приложениях требуется высокая производительность, и соответствующая высокая стоимость существующих технологий на основе GaAs принимается. Например, фотоэлектрические элементы на основе GaAs показывают лучшую устойчивость к гамма-излучению и высоким температурным колебаниям, которые имеют большое значение для космических аппаратов. [49] Но по сравнению с другими солнечными элементами солнечные элементы на III-V группы на два-три порядка дороже, чем другие технологии, такие как солнечные элементы на основе кремния. [50] Основными источниками этой стоимости являются затраты на эпитаксиальный рост и подложка, на которую наносится элемент.

Солнечные элементы GaAs чаще всего изготавливаются с использованием эпитаксиальных методов роста, таких как металлорганическое химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD) и гидридная парофазная эпитаксия (HVPE). Значительное снижение затрат для этих методов потребует улучшения затрат на инструменты, производительности, материальных затрат и эффективности производства. [50] Увеличение скорости осаждения может снизить затраты, но это снижение затрат будет ограничено фиксированным временем в других частях процесса, таких как охлаждение и нагрев. [50]

Подложка, используемая для выращивания этих солнечных элементов, обычно представляет собой германий или арсенид галлия, которые являются особенно дорогими материалами. Одним из основных путей снижения стоимости подложки является повторное использование подложки. Ранним методом, предложенным для достижения этого, является эпитаксиальный подъем (ELO), [51], но этот метод является трудоемким, несколько опасным (из-за использования плавиковой кислоты ) и требует нескольких этапов постобработки. Однако были предложены другие методы, которые используют материалы на основе фосфида и соляную кислоту для достижения ELO с пассивацией поверхности и минимальными остатками после травления и позволяют напрямую повторно использовать подложку GaAs. [52] Также имеются предварительные данные о том, что скалывание может использоваться для удаления подложки для повторного использования. [53] Альтернативный путь снижения стоимости подложки заключается в использовании более дешевых материалов, хотя материалы для этого применения в настоящее время не являются коммерчески доступными или разработанными. [50]

Еще одним соображением для снижения стоимости солнечных элементов GaAs может быть фотоэлектрический концентратор . Концентраторы используют линзы или параболические зеркала для фокусировки света на солнечный элемент, и, таким образом, для достижения тех же результатов требуется меньший (и, следовательно, менее дорогой) солнечный элемент GaAs. [54] Системы концентраторов имеют самую высокую эффективность среди существующих фотоэлектрических элементов. [55]

Таким образом, такие технологии, как концентраторная фотоэлектрика и разрабатываемые методы снижения затрат на эпитаксиальный рост и подложку, могут привести к снижению стоимости солнечных элементов на основе GaAs и проложить путь к их использованию в наземных приложениях.

Светоизлучающие устройства

Зонная структура GaAs. Прямая щель GaAs приводит к эффективному излучению инфракрасного света при 1,424 эВ (~870 нм).

GaAs используется для производства лазерных диодов ближнего инфракрасного диапазона с 1962 года. [56] Для этих целей его часто используют в сплавах с другими полупроводниковыми соединениями.

N -тип GaAs, легированный атомами-донорами кремния (на участках Ga) и атомами-акцепторами бора (на участках As), реагирует на ионизирующее излучение, испуская сцинтилляционные фотоны. При криогенных температурах он входит в число самых ярких известных сцинтилляторов [57] [58] [59] и является перспективным кандидатом для обнаружения редких электронных возбуждений от взаимодействующей темной материи [60] из-за следующих шести основных факторов:

  1. Электроны-доноры кремния в GaAs имеют энергию связи, которая является одной из самых низких среди всех известных полупроводников n -типа. Свободные электроны выше8 × 10 15 на см 3 не «вымораживаются» и остаются делокализованными при криогенных температурах. [61]
  2. Бор и галлий являются элементами III группы, поэтому бор как примесь в основном занимает позицию галлия. Однако достаточное количество занимает позицию мышьяка и действует как акцепторы, которые эффективно захватывают дырки событий ионизации из валентной зоны. [62]
  3. После захвата дырки события ионизации из валентной зоны акцепторы бора могут излучательно объединяться с делокализованными донорными электронами, чтобы производить фотоны на 0,2 эВ ниже криогенной энергии запрещенной зоны (1,52 эВ). Это эффективный излучательный процесс, который производит сцинтилляционные фотоны, которые не поглощаются кристаллом GaAs. [58] [59]
  4. Послесвечения нет, так как метастабильные радиационные центры быстро уничтожаются делокализованными электронами. Об этом свидетельствует отсутствие термически индуцированной люминесценции. [57]
  5. N -тип GaAs имеет высокий показатель преломления (~3,5), а коэффициент поглощения узкого пучка пропорционален плотности свободных электронов и обычно составляет несколько на см. [63] [64] [65] Можно было бы ожидать, что почти все сцинтилляционные фотоны должны быть захвачены и поглощены в кристалле, но это не так. Недавние расчеты Монте-Карло и интеграла по траектории Фейнмана показали, что высокая светимость может быть объяснена, если большая часть поглощения узкого пучка не является абсолютным поглощением, а новым типом оптического рассеяния от электронов проводимости с поперечным сечением около 5 x 10−18 см2 , что позволяет сцинтилляционным фотонам избегать полного внутреннего отражения. [66] [67] Это поперечное сечение примерно в 107 раз больше, чем томсоновское рассеяние, но сопоставимо с оптическим поперечным сечением электронов проводимости в металлическом зеркале. [68]
  6. N -тип GaAs(Si,B) выращивается в коммерческих целях в виде 10-килограммовых кристаллических слитков и нарезается на тонкие пластины в качестве подложек для электронных схем. Оксид бора используется в качестве инкапсулянта для предотвращения потери мышьяка во время роста кристаллов, но также имеет преимущество в предоставлении акцепторов бора для сцинтилляции.

Измерение температуры с помощью оптоволокна

Для этой цели оптоволоконный наконечник оптоволоконного температурного датчика оснащается кристаллом арсенида галлия. Начиная с длины волны света 850 нм GaAs становится оптически прозрачным. Поскольку спектральное положение запрещенной зоны зависит от температуры, оно смещается примерно на 0,4 нм/К. Измерительное устройство содержит источник света и устройство для спектрального обнаружения запрещенной зоны. При изменении запрещенной зоны (0,4 нм/К) алгоритм вычисляет температуру (все 250 мс). [69]

Преобразователи спинового заряда

GaAs может найти применение в спинтронике , поскольку его можно использовать вместо платины в преобразователях спинового заряда, и он может быть более настраиваемым. [70]

Безопасность

Были опубликованы данные об экологических, гигиенических и гигиенических аспектах источников арсенида галлия (таких как триметилгаллий и арсин ), а также о мониторинговых исследованиях промышленной гигиены металлоорганических прекурсоров. [71] Калифорния относит арсенид галлия к канцерогенам , [72] как и МАИР и ЕКА , [73] и он считается известным канцерогеном для животных. [74] [75] С другой стороны, обзор 2013 года (финансируемый промышленностью) выступил против этих классификаций, заявив, что когда крысы или мыши вдыхают мелкие порошки GaAs (как в предыдущих исследованиях), они заболевают раком из-за раздражения и воспаления легких, а не из-за первичного канцерогенного эффекта самого GaAs, и что, более того, мелкие порошки GaAs вряд ли будут созданы при производстве или использовании GaAs. [73]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Хейнс, стр. 4.64
  2. ^ Блейкмор, Дж. С. «Полупроводниковые и другие основные свойства арсенида галлия», Журнал прикладной физики, (1982) том 53 № 10 страниц R123-R181
  3. ^ Хейнс, стр. 12.90
  4. ^ ab Haynes, стр. 12.86
  5. ^ ab Haynes, стр. 12.81
  6. ^ abc Мосс, С. Дж.; Ледвит, А. (1987). Химия полупроводниковой промышленности . Springer. ISBN 978-0-216-92005-7.
  7. ^ В.М., Гольдшмидт (1926). «Геохимические исследования стихий». Skrifter udgivne аф Виденскабсельскабет и Христиания. I. Mathematisk-naturvidenskabelig klasse (на немецком языке) (8). Осло: коммиссия Джейкобу Дибваду: 34, 100.
  8. ^ PubChem. "Банк данных по опасным веществам (HSDB): 4376". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 09.10.2024 .
  9. ^ Патент США 2798989A
  10. ^ Велкер, Х. (1 ноября 1952). «Über neue hallbleitende Verbindungen». Zeitschrift für Naturforschung A. 7 (11): 744–749. дои : 10.1515/zna-1952-1110 . ISSN  1865-7109.
  11. ^ ab Шуберт, Э. Фред (2023-03-11). Светодиоды (4-е издание, 2023). Э. Фред Шуберт. ISBN 978-0-9863826-7-3.
  12. ^ Страуманис, ME; Ким, CD (1965-08-10). «Фазовая протяженность арсенида галлия, определенная методом постоянной решетки и плотности». Acta Crystallographica . 19 (2): 256–259. doi :10.1107/S0365110X65003183. ISSN  0365-110X.
  13. ^ Scheel, Hans J.; Tsuguo Fukuda. (2003). Технология роста кристаллов . Wiley. ISBN 978-0471490593.
  14. ^ Смарт, Лесли; Мур, Элейн А. (2005). Химия твердого тела: Введение . CRC Press. ISBN 978-0-7487-7516-3.
  15. ^ "Химическое осаждение из паровой фазы из отдельных металлоорганических прекурсоров" AR Barron, MB Power, AN MacInnes, AFHepp, PP Jenkins Патент США 5,300,320 (1994)
  16. ^ МакКласки, Мэтью Д. и Халлер, Юджин Э. (2012) Легирующие примеси и дефекты в полупроводниках , стр. 41 и 66, ISBN 978-1439831526 
  17. ^ Брозел, MR; Стиллман, GE (1996). Свойства арсенида галлия . IEEE Inspec. ISBN 978-0-85296-885-7.
  18. ^ «Окислительное растворение арсенида галлия и отделение галлия от мышьяка» JP Coleman и BF Monzyk Патент США 4,759,917 (1988)
  19. ^ Лова, Паола; Роббиано, Валентина; Качиалли, Франко; Коморетто, Давиде; Сочи, Чезаре (3 октября 2018 г.). «Черный GaAs путем химического травления с использованием металлов». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (39): 33434–33440. дои : 10.1021/acsami.8b10370. ISSN  1944-8244. PMID  30191706. S2CID  206490133.
  20. ^ abc Деннис Фишер; IJ Bahl (1995). Справочник по применению арсенида галлия в интегральных схемах. Том 1. Elsevier. С. 61. ISBN 978-0-12-257735-2.«Очистить поиск», чтобы увидеть страницы
  21. ^ Ye, Peide D.; Xuan, Yi; Wu, Yanqing; Xu, Min (2010). "Atomic-Layer Deposited High-k/III-V Metal-Oxide-Semiconductor Devices and Correlated Empirical Model". В Oktyabrsky, Serge; Ye, Peide (ред.). Fundamentals of III-V Semiconductor MOSFETs . Springer Science & Business Media . стр. 173–194. doi :10.1007/978-1-4419-1547-4_7. ISBN 978-1-4419-1547-4.
  22. ^ ab "Каковы области применения полупроводников на основе арсенида галлия? | Wafer World". www.waferworld.com . Получено 27.09.2024 .
  23. ^ Шилц, Фон Юрий; Робич, Борут; Унгерер, Тео (1999). Архитектура процессора: от потока данных к суперскаляру и далее . Спрингер. п. 34. ISBN 978-3-540-64798-0.
  24. ^ ab "Отсрочка закона Мура: чип milspec пишет следующую главу вычислительной техники". Ars Technica . 2016-06-09 . Получено 2016-06-14 .
  25. ^ ab Morgan, DV; Board, K. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 137. ISBN 978-0471924784.
  26. ^ Sze, SM (1985). Физика и технология полупроводниковых приборов . John Wiley & Sons. Приложение G. ISBN 0-471-87424-8 
  27. ^ Тонкая монокристаллическая пленка. Министерство энергетики США
  28. ^ Кабрера, Роуэн (2019). Электронные приборы и схемы. EDTECH. стр. 35. ISBN 9781839473838. Получено 20 января 2022 г. .
  29. ^ Катресс, д-р Ян. «Выход годных на 5 нм выше, чем на 7 нм»: обновление TSMC по уровню дефектов для N5. www.anandtech.com . Получено 28.08.2020 .
  30. ^ Шлезингер, TE (2001). «Арсенид галлия». Энциклопедия материалов: наука и технология. Elsevier. стр. 3431–3435. doi :10.1016/B0-08-043152-6/00612-4. ISBN 9780080431529. Получено 27 января 2021 г. .
  31. ^ "Это GaAS: критически важный компонент для схем сотовых телефонов вырастет в 2010 году". Seeking Alpha . 15 декабря 2010 г.
  32. ^ Грин, Джулисса. «Полное руководство по пластинам арсенида галлия». Stanford Advanced Materials . Получено 16 октября 2024 г.
  33. ^ Ишуткин, С.В.; Кагадей, В.А. (2015). «Особенности проектирования и технологии СВЧ GaAs монолитных интегральных схем малошумящего усилителя с медной металлизацией передней стороны». Российская микроэлектроника . 44 : 380–388. doi :10.1134/S1063739715060049.
  34. ^ Manes, GF (2005). "Gallium Arsenide Technology and Applications". Энциклопедия радиочастотной и микроволновой техники . Wiley. doi :10.1002/0471654507.eme143. ISBN 9780471270539.
  35. ^ Yin, Jun; Migas, Дмитрий Б.; Panahandeh-Fard, Маджид; Chen, Shi; Wang, Zilong; Lova, Paola; Soci, Cesare (3 октября 2013 г.). «Перераспределение заряда на гетероинтерфейсах GaAs/P3HT с различной поверхностной полярностью». The Journal of Physical Chemistry Letters . 4 (19): 3303–3309. doi :10.1021/jz401485t.
  36. ^ Strobl, GFX; LaRoche, G.; Rasch, K.-D.; Hey, G. (2009). "2: От внеземных к земным применениям". Высокоэффективные недорогие фотоэлектрические системы: последние разработки . Springer. doi :10.1007/978-3-540-79359-5. ISBN 978-3-540-79359-5.
  37. ^ Алферов, Ж. И., Андреев В.М., Каган М.Б., Протасов И.И., Трофим В.Г., 1970, Преобразователи солнечной энергии на основе гетеропереходов pn Al x Ga 1−x As-GaAs, Физ. Тех. Полупроводн. 4 , 2378 ( Физ. полупроводников 4 , 2047 (1971))
  38. ^ Нанотехнологии в энергетических приложениях. im.isu.edu.tw. 16 ноября 2005 г. (на китайском языке) стр. 24
  39. ↑ Нобелевская лекция Жореса Алферова на nobelprize.org, стр. 6
  40. ^ "Инструменты Хаббла, включая системы управления и поддержки (разрез)". HubbleSite.org . Получено 11 октября 2022 г.
  41. ^ Шнитцер, И. и др. (1993). "Сверхвысокая квантовая эффективность спонтанного излучения, 99,7 % внутренне и 72 % внешне, из двойных гетероструктур AlGaAs/GaAs/AlGaAs". Applied Physics Letters . 62 (2): 131. Bibcode : 1993ApPhL..62..131S. doi : 10.1063/1.109348. S2CID  14611939.
  42. ^ Ван, X.; и др. (2013). «Проектирование солнечных элементов на основе GaAs, работающих вблизи предела Шокли–Квайссера». IEEE Journal of Photovoltaics . 3 (2): 737. doi :10.1109/JPHOTOV.2013.2241594. S2CID  36523127.
  43. ^ "Рекордная эффективность 68,9% для тонкопленочной фотоэлектрической ячейки GaAs под лазерным светом - Fraunhofer ISE". Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE . 28 июня 2021 г. Получено 2022-10-11 .
  44. ^ Ямагучи, Масафуми (2021-04-14), Музибур Рахман, Мохаммед; Мохаммед Асири, Абдулла; Хан, Аниш; Инамуддин (ред.), «Высокоэффективные солнечные элементы на основе GaAs», Post-Transition Metals , IntechOpen, doi : 10.5772/intechopen.94365 , ISBN 978-1-83968-260-5, S2CID  228807831 , получено 2022-10-11
  45. ^ "Rocket Lab представляет космическую солнечную ячейку с эффективностью 33,3%". solarparts (на корейском языке). 10 марта 2022 г. Получено 12 октября 2022 г.
  46. ^ Дуда, Анна; Уорд, Скотт; Янг, Мишель (февраль 2012 г.). «Инструкции по обработке ячеек с инвертированным метаморфическим многопереходным соединением (IMM)» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемой энергии . Получено 11 октября 2022 г. .
  47. ^ Отчет Университета Глазго о детекторе ЦЕРНа. Ppewww.physics.gla.ac.uk. Получено 16 октября 2013 г.
  48. ^ Хегель, Нэнси; Курц, Сара (ноябрь 2021 г.). «Глобальный прогресс в направлении возобновляемой электроэнергии: отслеживание роли солнечной энергии». IEEE Journal of Photovoltaics . 11 (6) (опубликовано 20 сентября 2021 г.): 1335–1342. doi : 10.1109/JPHOTOV.2021.3104149 . ISSN  2156-3381. S2CID  239038321.
  49. ^ Папеж, Никола; Гайдош, Адам; Даллаев, Рашид; Собола, Динара; Седлак, Петр; Мотуз, Растислав; Небойша, Алоис; Грмела, Любомир (30 апреля 2020 г.). «Анализ характеристик солнечных элементов на основе GaAs при гамма-облучении». Прикладная наука о поверхности . 510 : 145329. Бибкод : 2020ApSS..51045329P. дои : 10.1016/j.apsusc.2020.145329. ISSN  0169-4332. S2CID  213661192.
  50. ^ abcd Хоровиц, Келси А.; Ремо, Тимоти В.; Смит, Бриттани; Птак, Аарон Дж. (2018-11-27). Технико-экономический анализ и дорожная карта снижения затрат для солнечных элементов III-V (отчет). doi : 10.2172/1484349. OSTI  1484349. S2CID  139380070.
  51. ^ Конагаи, Макото; Сугимото, Мицунори; Такахаши, Киёси (1978-12-01). «Высокоэффективные тонкопленочные солнечные элементы GaAs с использованием технологии отшелушивания пленки». Журнал по росту кристаллов . 45 : 277–280. Bibcode : 1978JCrGr..45..277K. doi : 10.1016/0022-0248(78)90449-9 . ISSN  0022-0248.
  52. ^ Ченг, Ченг-Вэй; Шиу, Куэн-Тин; Ли, Нин; Хан, Шу-Джен; Ши, Леатен; Садана, Девендра К. (2013-03-12). "Процесс эпитаксиального подъема для повторного использования подложки из арсенида галлия и гибкой электроники". Nature Communications . 4 (1): 1577. Bibcode :2013NatCo...4.1577C. doi : 10.1038/ncomms2583 . ISSN  2041-1723. PMID  23481385. S2CID  205315999.
  53. ^ Metaferia, Wondwosen; Chenenko, Jason; Packard, Corinne E.; Ptak, Aaron J.; Schulte, Kevin L. (2021-06-20). "(110)-ориентированные GaAs-устройства и отслоение как платформа для недорогих III-V фотоэлектрических приборов". IEEE 48-я конференция специалистов по фотоэлектрическим приборам (PVSC) 2021 года . Форт-Лодердейл, Флорида, США: IEEE. стр. 1118–1120. doi :10.1109/PVSC43889.2021.9518754. ISBN 978-1-6654-1922-2. ОСТИ  1869274. S2CID  237319505.
  54. ^ Папеж, Никола; Даллаев, Рашид; Цэлу, Штефан; Каштыл, Ярослав (2021-06-04). «Обзор текущего состояния солнечных элементов на основе арсенида галлия». Материалы . 14 (11): 3075. Bibcode : 2021Mate ...14.3075P. doi : 10.3390/ma14113075 . ISSN  1996-1944. PMC 8200097. PMID  34199850. 
  55. ^ Филиппс, Саймон П.; Бетт, Андреас В.; Хоровиц, Келси; Курц, Сара (2015-12-01). Текущее состояние технологии концентраторных фотоэлектрических (CPV) систем (отчет). doi : 10.2172/1351597 . OSTI  1351597.
  56. ^ Холл, Роберт Н.; Феннер, GE; Кингсли, JD; Солтис, TJ; Карлсон, RO (1962). «Когерентное излучение света из переходов GaAs». Physical Review Letters . 9 (9): 366–369. Bibcode : 1962PhRvL...9..366H. doi : 10.1103/PhysRevLett.9.366 .
  57. ^ ab Derenzo, S.; Bourret, E.; Hanrahan, S.; Bizarri, G. (2018-03-21). "Криогенные сцинтилляционные свойства n-типа GaAs для прямого обнаружения темной материи МэВ/c2". Journal of Applied Physics . 123 (11): 114501. arXiv : 1802.09171 . Bibcode :2018JAP...123k4501D. doi :10.1063/1.5018343. ISSN  0021-8979. S2CID  56118568.
  58. ^ ab Васюков, С.; Чиосси, Ф.; Браджио, К.; и др. (2019). «GaAs как яркий криогенный сцинтиллятор для обнаружения низкоэнергетических отдач электронов из темной материи с энергией МэВ/с 2 ». Труды IEEE по ядерной науке . 66 (11). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 2333–2337. Bibcode : 2019ITNS...66.2333V. doi : 10.1109/tns.2019.2946725. ISSN  0018-9499. S2CID  208208697.
  59. ^ ab Derenzo, S.; Bourret, E.; Frank-Rotsch, C.; Hanrahan, S.; Garcia-Sciveres, M. (2021). «Как примеси кремния и бора управляют криогенными сцинтилляционными свойствами N-типа GaAs». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 989 : 164957. arXiv : 2012.07550 . Bibcode : 2021NIMPA.98964957D. doi : 10.1016/j.nima.2020.164957. S2CID  229158562.
  60. ^ SE Derenzo (2024), «Расчеты Монте-Карло считывания криогенного фотодетектора сцинтилляционного GaAs для обнаружения темной материи», arXiv: 2409.00504, Ядерные приборы и методы в физических исследованиях, A1068 169791
  61. ^ Бензакен, М.; Уолш, Д.; Мазурук, К. (1987-09-15). «Проводимость n-типа GaAs вблизи перехода Мотта». Physical Review B. 36 ( 9): 4748–4753. Bibcode :1987PhRvB..36.4748B. doi :10.1103/PhysRevB.36.4748. ISSN  0163-1829. PMID  9943488.
  62. ^ Петцольд, О.; Гертнер, Г.; Ирмер, Г. (2002). «Распределение сайтов бора в легированном GaAs». Физический статус Solidi (B) . 232 (2): 314–322. Бибкод : 2002ПССБР.232..314П. doi :10.1002/1521-3951(200208)232:2<314::AID-PSSB314>3.0.CO;2-#. ISSN  0370-1972.
  63. ^ Spitzer, WG; Whelan, JM (1959-04-01). "Инфракрасное поглощение и эффективная масса электронов в арсениде галлия n-типа". Physical Review . 114 (1): 59–63. Bibcode : 1959PhRv..114...59S. doi : 10.1103/PhysRev.114.59. ISSN  0031-899X.
  64. ^ Sturge, MD (1962-08-01). "Оптическое поглощение арсенида галлия между 0,6 и 2,75 эВ". Physical Review . 127 (3): 768–773. Bibcode : 1962PhRv..127..768S. doi : 10.1103/PhysRev.127.768. ISSN  0031-899X.
  65. ^ Осамура, Кодзо; Мураками, Ётаро (1972). «Поглощение свободных носителей в n-GaAs». Японский журнал прикладной физики . 11 (3): 365–371. Бибкод : 1972JaJAP..11..365O. дои : 10.1143/JJAP.11.365. ISSN  0021-4922. S2CID  120981460.
  66. ^ Derenzo, Stephen E. (2022). "Расчеты Монте-Карло извлечения сцинтилляционного света из криогенного n -типа GaAs". Ядерные приборы и методы в физических исследованиях, раздел A. 1034 : 166803. arXiv : 2203.15056 . Bibcode : 2022NIMPA103466803D. doi : 10.1016/j.nima.2022.166803. S2CID  247779262.
  67. ^ SE Derenzo (2023), «Расчеты интеграла траектории фотона Фейнмана для оптического отражения, дифракции и рассеяния на электронах проводимости», Ядерные приборы и методы, т. A1056, стр. 168679. arXiv2309.09827
  68. ^ MK Weatheraeva, SV Levchenko, VP Drachev, and IR Gabitov, 3032, “Диэлектрическая функция шести элементарных металлов”, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 1890, pp. 012008.
  69. ^ Новый волоконно-оптический термометр и его применение для управления процессами в сильных электрических, магнитных и электромагнитных полях. Архивировано 29 ноября 2014 г. на Wayback Machine . optocon.de (PDF; 2,5 МБ)
  70. ^ GaAs формирует основу перестраиваемой спинтроники. compositeemiconductor.net. Сентябрь 2014 г.
  71. ^ Шенай-Хатхат, Д.В.; Гойетт, Р.; ДиКарло, Р.Л.; Дриппс, Г. (2004). «Проблемы окружающей среды, здоровья и безопасности для источников, используемых при росте полупроводниковых соединений методом MOVPE». Журнал по росту кристаллов . 272 ​​(1–4): 816–821. Bibcode : 2004JCrGr.272..816S. doi : 10.1016/j.jcrysgro.2004.09.007.
  72. ^ «Химические вещества, перечисленные с 1 августа 2008 года в штате Калифорния как вызывающие рак или обладающие репродуктивной токсичностью: арсенид галлия, гексафторацетон, закись азота и винилциклогексендиоксид». OEHHA. 2008-08-01.
  73. ^ ab Bomhard, EM; Gelbke, H.; Schenk, H.; Williams, GM; Cohen, SM (2013). «Оценка канцерогенности арсенида галлия». Критические обзоры по токсикологии . 43 (5): 436–466. doi :10.3109/10408444.2013.792329. PMID  23706044. S2CID  207505903.
  74. ^ "Технический отчет NTP по исследованиям токсикологии и канцерогенеза арсенида галлия (Cas No. 1303-00-0) на крысах F344/N и мышах B6c3f1 (исследования при вдыхании)" (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США: Служба общественного здравоохранения: Национальные институты здравоохранения. Сентябрь 2000 г.
  75. ^ "Паспорт безопасности: арсенид галлия". Sigma-Aldrich. 2015-02-28.

Цитируемые источники

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Арсенид галлия» .