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            首頁> 百科> 氮化鎵

            氮化鎵

              氮化鎵,分子式GaN,英文名稱Gallium nitride,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙(direct bandgap)的半導體,自1990年起常用在發光二極管中。此化合物結構類似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為3.4電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中,例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-state laser)的條件下,產生紫光(405nm)激光。

              性質與穩定性

              如果遵照規格使用和儲存則不會分解。

              避免接觸氧化物,熱,水分/潮濕。

              GaN在1050℃開始分解:2GaN(s)=2Ga(g)+N2(g)。X射線衍射已經指出GaN晶體屬纖維鋅礦晶格類型的六方晶系。

              在氮氣或氦氣中當溫度為1000℃時GaN會慢慢揮發,證明GaN在較高的溫度下是穩定的,在1130℃時它的蒸氣壓比從焓和熵計算得到的數值低,這是由于有多聚體分子(GaN)x的存在。

              GaN不被冷水或熱水,稀的或濃的鹽酸、硝酸和硫酸,或是冷的40%HF所分解。在冷的濃堿中也是穩定的,但在加熱的情況下能溶于堿中。

              材料簡介

              GaN材料的研究與應用是目前全球半導體研究的前沿和熱點,是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料,并與SIC、金剛石等半導體材料一起,被譽為是繼第一代Ge、Si半導體材料、第二代GaAs、InP化合物半導體材料之后的第三代半導體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導率、化學穩定性好(幾乎不被任何酸腐蝕)等性質和強的抗輻照能力,在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊的前景。

              電學特性

              GaN的電學特性是影響器件的主要因素。未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型,最好的樣品的電子濃度約為4×1016/cm3。一般情況下所制備的P型樣品,都是高補償的。

              很多研究小組都從事過這方面的研究工作,其中中村報道了GaN最高遷移率數據在室溫和液氮溫度下分別為μn=600cm2/v·s和μn= 1500cm2/v·s,相應的載流子濃度為n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。近年報道的MOCVD沉積GaN層的電子濃度數值為4 ×1016/cm3、<1016/cm3;等離子激活MBE的結果為8×103/cm3、<1017/cm3。

              未摻雜載流子濃度可控制在1014~1020/cm3范圍。另外,通過P型摻雜工藝和Mg的低能電子束輻照或熱退火處理,已能將摻雜濃度控制在1011~1020/cm3范圍。
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