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 銻化鎵

中文名稱: 銻化鎵

英文名稱：gallanylidynestibane

分子式: GaH2Sb

分子量: 191.47

CAS號： 12064-03-8

質(zhì)檢信息

檢驗項目        指標   

含量,              ≥99.99%（高純試劑）

雜質(zhì)陽離子總量,％≤0.001

PSA：           0.42000

LOGP：         -0.15580

化學特性

銻化鎵是一種Ⅲ -Ⅴ族化合物半導體材料, 屬于閃鋅礦、直接帶隙材料，其禁帶寬度為0.725eV（300K），晶格常數(shù)為0.60959nm。GaSb具有優(yōu)異的物理化學性能，常被用做襯底材料，GaSb的密度是5.6137g/cm3，在900K時密度為5.6g/cm3。GaSb的晶體結(jié)構(gòu)屬于閃鋅礦結(jié)構(gòu)，空間族用國際符號表示為F43m。閃鋅礦結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)類似，每個Ga原子與四個Sb原子相連，每個Sb原子也與四個Ga原子相連，原子間存在混合性的離子共價鍵，GaSb的離子性參數(shù)為0.33。在[100]平面上，Ga原子與Sb原子呈臺階狀分布；在平面上，Ga原子與Sb原子的數(shù)量相同，但易解理；GaSb晶體的平面，或是全部由Ga原子構(gòu)成，或是全部由Sb原子構(gòu)成，這兩個面具有完全不同的理化性質(zhì)。GaSb的帶隙覆蓋在寬光譜范圍內(nèi)(0.8～4.3μm)的多種三元和四元的Ⅲ-Ⅴ族化合物固溶體（光譜范圍0.3eV（InGaAsSb）到1.58eV（AlGaSb））的晶格常數(shù)相匹配，使用GaSb作為襯底材料外延生長上述固溶體材料，可有效降低因晶格失配導致的應力、缺陷等問題,與堿反應放出氫氣，能被冷濃鹽酸浸蝕，對熱硝酸鈍性；高溫時能與多數(shù)金屬反應。溶于酸和堿中，微溶于汞，不溶于水。

產(chǎn)品用途

銻化鎵用作制造激光器,探測器,高頻器件,太陽電池。在光通信中為了減少傳輸中的損耗, 總是盡可能采用較長波長的光, 最早使用0 .8μm 波長的光, 使用1 .55 μm 波長的光。據(jù)估計下一代光纖通信將采用更長波長的光。研究表明某些非硅材料光纖在波長為(2 ～ 4)μm 的范圍時傳輸損耗更小。在所有Ⅲ -Ⅴ族材料中,GaSb 作為襯底材料引起了更多的注意, 因為它可以與各種Ⅲ -Ⅴ族材料的三元、四元固熔體合金的晶格常數(shù)相匹配, 這些材料光譜的范圍在(0 .8 ～ 4 .0)μm 之間, 正好符合要求。另外, 利用GaSb 基材料超晶格的帶間吸收也可以制造更長波長(8 ～ 14)μm 范圍的探測器。

 

1.GaInAsSb/GaSb異質(zhì)結(jié)

GaInAsSb/GaSb異質(zhì)結(jié)是一種典型的由GaSb與其他Ⅲ-Ⅴ族化合物固溶體構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，該種異質(zhì)結(jié)可以用來制作光譜范圍在2～5μm的光電子器件，該類光電子器件可應用于光纖通信、激光測距、光敏探測等各種工程領域。GaSb基雪崩光電二極管（APD）具有獨立的吸收區(qū)（GaInAsSb），其禁帶寬度為0.52eV。該種APD還具有雪崩倍增區(qū)（PN結(jié)）。室溫下，GaSb基APD的倍增系數(shù)高30～50，響應時間小于0.5ns。在倍增系數(shù)為10時，GaSb基APD的極限噪聲系數(shù)只有5分貝。GaSb基APD在制造超低噪聲的光電器件方面具有極大的潛力，可應用于光纖通信系統(tǒng)或激光測距系統(tǒng)中。

2.GaSb基熱光伏電池

GaSb材料是窄禁帶半導體材料，可用于制備吸收紅外光（780nm～4000nm）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臒峁夥姵?。熱光伏電池與普通太陽能電池相比，其優(yōu)勢在于以擺脫普通光伏電池對太陽光的依賴，利用化石燃料、同位素與核能等發(fā)出的紅外光，即可進行光伏作用。熱光伏電池的單位發(fā)電功率體積更小，重量更輕，可性更高。美國波音公司開發(fā)的由GaAs與GaSb交疊制成的熱光伏疊層電池，光電轉(zhuǎn)換效率達到36%，即將趕上燃煤發(fā)電的效率。

生產(chǎn)方法

把20g鎵、34.94g銻放進石墨盤中,裝入石英管內(nèi),并用氫氣流充分置換掉空氣之后,然后在氫氣流中加熱石英管至720～730℃使其化合。 為了制得GaSb單晶,可以從石英管中慢慢取出,使熔融狀態(tài)的GaSb從盤的一端開始固化形成結(jié)晶。如欲制成半導體用GaSb時,所用原料盤及石英管均應是高純度的制品,必要時可進行區(qū)域熔融提純。

制備銻化鎵基半導體器件用的化學腐蝕液體系.包括鹽酸系,氫氟酸系和酒石酸鹽系三種.鹽酸系腐蝕液為鹽酸,酒石酸和雙氧水;氫氟酸系腐蝕液為氫氟酸,酒石酸和雙氧水;酒石酸鹽系腐蝕液為酒石酸鉀鈉,鹽酸,和雙氧水.這三種腐蝕液不會破壞光刻膠掩膜,能應用于GaSb,AlGaAsSb,InGaAsSb等二元和四元系Ⅲ-Ⅴ族銻化合物的臺面腐蝕,腐蝕速率可控,且小于1μm/min,與器件工藝兼容.

晶體生長

1.液封直拉法（LEC）

通常從熔體中生長單晶的最常見方法是直拉法（CZ）。但是對于GaSb材料，單晶生長過程中Sb元素更易離解揮發(fā)，將導致熔體內(nèi)Ga：Sb化學計量比失衡，從而產(chǎn)生位錯缺陷，甚至畸變?yōu)槎嗑?。因此在GaSb單晶生長過程中，經(jīng)常采用在普通直拉法坩堝中的熔體表面覆蓋一層液態(tài)覆蓋劑的方法，用來封閉GaSb熔體，控制熔體中Sb元素的離解揮發(fā)，從而實現(xiàn)GaSb晶體的穩(wěn)定生長，這就是液封直拉法（LEC）。但是采用LEC法制備GaSb單晶的過程中也存在較多問題，比如單晶爐內(nèi)空間相對開放，爐體內(nèi)熱對流相對復雜，晶體生長缺陷受拉制工藝影響較大，多晶料中Sb元素更易揮發(fā)等。

2.垂直布里奇曼法（VB）

垂直布里奇曼法是將GaSb多晶料裝入石英管中密封，石英管周圍設置多溫區(qū)熱場，石英管連接可移動裝置。首先加熱至GaSb熔點，將石英管中多晶料熔化，然后通過上升或下降石英管的辦法通過不同溫區(qū)的熱場，使熔體內(nèi)形成溫度梯度，從而導致晶體生長。采用垂直布里奇曼法制備GaSb單晶的優(yōu)點是晶體生長空間相對密閉，生長狀態(tài)相對穩(wěn)定，Sb元素的揮發(fā)也可以很好地抑制，可以生長出質(zhì)量很好的GaSb單晶，適合工藝穩(wěn)定后的批量生產(chǎn)；但缺點是無法觀測晶體生長的實時狀態(tài)，難以對晶體生長參數(shù)進行適時調(diào)整，實驗結(jié)果僅僅依賴實驗參數(shù)的初始設置，較不利于實驗研究。

3.垂直梯度凝固法（VGF）

垂直梯度凝固法類似于垂直布里奇曼法，也是一種可以生長高質(zhì)量GaSb單晶的方法，但不同于垂直布里奇曼法的是，其石英管和爐體相對靜止，通改變石英管周圍的多溫區(qū)熱場，產(chǎn)生可導致晶體生長的溫度梯度。垂直梯度凝固法相比垂直布里奇曼法的優(yōu)勢在于避免了石英管移動帶來的機械震動等問題，可獲得更高質(zhì)量的GaSb單晶。垂直梯度凝固法的缺點也類似于垂直布里奇曼法，無法觀測晶體生長的實時狀態(tài)，難以對晶體生長參數(shù)進行適時調(diào)整，實驗結(jié)僅僅依賴實驗參數(shù)的初始設置，較不利于實驗研究。

產(chǎn)品信息
[重量]	1g
[顏色]	白色