1303-00-0
中文名稱
砷化鎵
英文名稱
Gallium arsenide
CAS
1303-00-0
EINECS 編號
215-114-8
分子式
AsGa
MDL 編號
MFCD00011017
分子量
144.64
MOL 文件
1303-00-0.mol
更新日期
2023/08/10 15:37:19
1303-00-0 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
砷化鎵砷化鎵, 99.999% (METALS BASIS)
英文別名
GALLIUM ARSENIDEgalliumarsenide(gaas)
galliumarsenide[gaas]
galliummonoarsenide
Gallium arsenide (99.9999% Ga) PURATREM 25mm and down polycrystalline pieces
Gallium arsenide wafer
Galliumarsenidemmanddownpolycrystallinepieces
GALLIUM ARSENIDE, SINGLE CRYSTAL SUBSTR&
Gallium arsenide, pieces, 99.999% metals basis
Galliumarsenide(99.9999%-Ga)PURATREM
GALLIUM ARSENIDE: (99.9999% GA) PURATREMECES
GALLIUM ARSENIDE WAFER - 51MM
Gallium Arsenide, Pieces
Gallium arsenide, 99.999% (metals basis)
Arsinidynegallium
所屬類別
無機化工：金屬氧化物物理化學性質(zhì)
熔點1238°C
密度5.31 g/mL at 25 °C(lit.)
蒸氣壓0Pa at 20℃
折射率3.57
形態(tài)pieces
形態(tài)pieces
比重5.31
顏色深灰色
電阻率 (resistivity)≥1E7 Ω-cm
水溶解性Soluble in hydrochloric acid. Insoluble in water, ethanol, methanol and acetone.
晶體結(jié)構(gòu)Cubic, Sphalerite Structure - Space Group F(-4)3m
Merck14,4347
CAS 數(shù)據(jù)庫1303-00-0(CAS DataBase Reference)
(IARC)致癌物分類(Vol. 86, 100C) 2012
EPA化學物質(zhì)信息Gallium arsenide (1303-00-0)
安全數(shù)據(jù)
警示詞危險
危險性描述H350-H360F-H372
危險品標志T,N
危險類別碼R23/25-R50/53
危險品運輸編號UN 1557 6.1/PG 2
WGK Germany3
RTECS號LW8800000
F10
TSCAYes
危險等級6.1
包裝類別II
海關(guān)編碼2853909090
毒害物質(zhì)數(shù)據(jù)1303-00-0(Hazardous Substances Data)
毒性mouse,LD50,intraperitoneal,4700mg/kg (4700mg/kg),BEHAVIORAL: SOMNOLENCE (GENERAL DEPRESSED ACTIVITY)PERIPHERAL NERVE AND SENSATION: FLACCID PARALYSIS WITHOUT ANESTHESIA (USUALLY NEUROMUSCULAR BLOCKAGE)BEHAVIORAL: FOOD INTAKE (ANIMAL),Gigiena i Sanitariya. For English translation, see HYSAAV. Vol. 45(10), Pg. 13, 1980.
1303-00-0(安全特性,毒性,儲運)
儲運特性
庫房通風低溫干燥毒性分級
中毒急性毒性
腹腔-大鼠LD30: 10000 毫克/公斤; 腹腔-小鼠LD50: 4700 毫克/公斤可燃性危險特性
可燃;燃燒產(chǎn)生有毒砷化物煙霧類別
有毒物品滅火劑
干粉、泡沫、砂土、二氧化碳, 霧狀水職業(yè)標準
CL 0.002 (砷)/立方米/15分常見問題列表
理化性質(zhì)
砷化鎵，化學式GaAs。分子量144.64。深灰色立方晶體。比重5.4。熔點1，238℃。屬Ⅲ、Ⅴ族化合物半導(dǎo)體，禁帶寬度和電子遷移率比元素半導(dǎo)體鍺及硅的大，制成的器件有較好的耐高溫特性及頻率特性; 發(fā)光特性好及光電轉(zhuǎn)換率高。高于600℃時被空氣氧化，無氧化劑存在時僅被酸緩慢地侵蝕。由鎵和砷在高溫及一定的砷蒸氣壓下合成。砷化鎵可用于制作變?nèi)荻O管、場效應(yīng)管、發(fā)光二極管，以及太陽能電池、微波發(fā)生器和半導(dǎo)體激光器等。
砷化鎵被譽為“半導(dǎo)體貴族”，是VCSEL、EEL等光電子產(chǎn)品的基板材料和襯底材料，也是雷達、電子計算機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等高新產(chǎn)品中不可或缺的材料。
目前，全球砷化鎵單晶市場規(guī)模體量偏小但增長速率較快。據(jù)統(tǒng)計，2013年全球砷化鎵單晶市場規(guī)模僅1.98億美元，至2018年，砷化鎵單晶市場規(guī)模達4.59億美元，年均復(fù)合增長率達到18.31%。
半導(dǎo)體材料
砷化鎵是最重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料，其晶格結(jié)構(gòu)為閃鋅礦型，晶格常數(shù)為5.65A，其解理面為{110}面，原子間的結(jié)合以共價鍵為主，伴有明顯的離子鍵成分. 在<111>方向上有極性，由于極性的存在使砷化鎵的腐蝕和晶體生長速率都要受到影響。砷化鎵禁帶寬度大，為1.43eV，電子遷移率高達8800cm2/V·s，少數(shù)載流子壽命短，因而它是制作高溫、高頻、抗輻射和低噪聲器件的良好材料. 特別是它的能帶具有雙能谷結(jié)構(gòu)，又屬于直接帶隙材料，故可制作體效應(yīng)器件，高效激光器和紅外光源. 砷化鎵還可用來制作雪崩二極管、場效應(yīng)晶體管、變?nèi)荻O管、勢壘二極管等微波器件和太陽電池等。與鍺、硅相比，砷化鎵具有更高的電子遷移率，因此它是制作高速計算機用集成電路的重要材料。
砷化鎵的熔點較高(1237℃)，其中的砷易揮發(fā)，因而從熔體中生長砷化鎵晶體時要適當控制生長室的砷壓以防止砷的逸出. 在高壓單晶爐中采用三氧化二硼液體密封法和水平Bridgman法都可生長出較大直徑的砷化鎵單晶. 砷化鎵中雜質(zhì)和缺陷的性質(zhì)比較復(fù)雜，它的純度和晶體完整性仍有不少問題需要深入研究。
以上信息由Chemicalbook的曉楠編輯整理。
應(yīng)用領(lǐng)域
砷化鎵是繼鍺和硅之后的所謂第三代半導(dǎo)體。20世紀50年代開始研究其性質(zhì)。1970年前后多種砷化鎵器件的生產(chǎn)工藝漸趨成熟，產(chǎn)品已商品化。作為半導(dǎo)體砷化鎵的性能勝過鍺，還具有一些比硅好的性能(如電子遷移率高)，其器件比硅器件動作速度快，廣泛用于雷達、導(dǎo)彈、計算機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、導(dǎo)航設(shè)備、遙測系統(tǒng)等尖端技術(shù)。用砷化鎵激光器制成的激光雷達，因用光波代替無線電波，作用距離、測距精度等都明顯提高，且受干擾的因素減少。常用的砷化鎵激光二極管，體積只有1立方毫米，用于制造哨兵通話、偵察、夜間監(jiān)視和警戒等用的儀器。砷化鎵場效應(yīng)晶體管噪音低、增益高，用于微波通信線路、雷達接收器，能改善微波系統(tǒng)性能并降低成本。用砷化鎵制造的甘氏振蕩器尺寸為毫米級，要求電壓低，使用壽命超過 1萬小時，已用于應(yīng)答器、雷達、導(dǎo)航信標等方面。砷化鎵和磷化鎵是具有電致發(fā)光性能的半導(dǎo)體。砷化鎵發(fā)光二極管量子效率高、器件結(jié)構(gòu)精巧簡單、機械強度大、使用壽命長，可應(yīng)用于“光電話”。在不便敷設(shè)電纜的地方或原有通信線路發(fā)生障礙時，可用光電話通信，如在遠洋船舶間或飛機間通話使用。光電話應(yīng)用的最突出實例是地面控制站與宇宙火箭在大氣層中加速或制動這段時間內(nèi)的聯(lián)系。那時火箭周圍的空氣因加熱和離子化而形成無線電波不能透過的屏障，這時只能以光波道獲取信息。砷化鎵太陽能電池的轉(zhuǎn)換率比硅太陽能電池高，而且能在高得多的溫度下提供有效的功率輸出，耐輻射性能優(yōu)異。目前一些國家正在著手研究的這種新型太陽能電池，有可能取代硅太陽能電池而成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站及其他航天飛行器的主要電源。中國上海研制的高效砷化鎵太陽能電池在1988年首次成功地進行了衛(wèi)星標定，電池光電轉(zhuǎn)換系數(shù)效率為15.8%，繞地球飛行1個月，標定誤差0.24%，高于國際上同類產(chǎn)品在航天飛機上1984年的標定水平，使我國成為世界上取得高效率砷化鎵太陽電池空間標定實驗成功的極少數(shù)國家之一。
以上信息由Chemicalbook的彤彤編輯整理。
砷化鎵單晶
砷化鎵單晶的導(dǎo)帶為雙能谷結(jié)構(gòu)，其最低能谷位于第一布里淵區(qū)中心，電子有效質(zhì)量是0.068m0 (m0為電子質(zhì)量，見載流子)，次低能谷位于<111>方向的L點，較最低能谷約高出0.29eV，其電子有效質(zhì)量為0.55m0，價帶頂約位于布里淵區(qū)中心，價帶中輕空穴和重空穴的有效質(zhì)量分別為0.082m0和0.45m0。較純砷化鎵晶體的電子和空穴遷移率分別為8000cm2/(V·s)和100～300cm2/(V·s)，少數(shù)載流子壽命為10-2～10-3μs。在其中摻入Ⅵ族元素Te、Se、S等或Ⅳ族元素Si，可獲得N型半導(dǎo)體，摻入Ⅱ族元素Be、Zn等可制得P型半導(dǎo)體，摻入Cr或提高純度可制成電阻率高達107～108Ω·cm的半絕緣材料。由于GaAs具有很高的電子遷移率，故可用于制備高速或微波半導(dǎo)體器件。砷化鎵還用于制作耐高溫、抗輻照或低噪聲器件，以及近紅外發(fā)光和激光器件，也用于作光電陰極材料等。更重要的是它將成為今后發(fā)展超高速半導(dǎo)體集成電路的基礎(chǔ)材料。制備GaAs單晶的方法有區(qū)熔法和液封直拉法。用擴散、離子注入、氣相或液相外延及蒸發(fā)等方法可制成PN結(jié)、異質(zhì)結(jié)、肖特基結(jié)和歐姆接觸等。近十余年來，由于分子束外延和金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)技術(shù)的發(fā)展，可在GaAs單晶襯底上制備異質(zhì)結(jié)和超晶格結(jié)構(gòu)，已用這些結(jié)構(gòu)制成了新型半導(dǎo)體器件如高電子遷移率晶體管(HEMT)、異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)及激光器等，為GaAs材料的應(yīng)用開發(fā)了更廣闊的前景。制備
砷化鎵天然存量稀少，通常采用鎵和砷直接化合的方法，其中水平區(qū)域熔煉法是普遍采用的方法。通過區(qū)域提純便可獲得單晶。 采用間接的方法也可獲得砷化鎵。如一氯化鎵用砷蒸氣還原來制備砷化鎵；Ga(CH3)3和AsH3在一定溫度下，發(fā)生熱分解得到砷化鎵。
4GaCl + 2H2 + As4 → 4GaAs + 4HCl
Ga(CH3)3 + AsH3 → GaAs + 3CH4
外延材料的制備
采用氣相沉積或液相沉積等方法，使鎵、砷源或其衍生物在以砷化鎵或其他材料為襯底的表面上生長砷化鎵或其他材料的單晶薄膜，統(tǒng)稱為砷化鎵外延材料。襯底和外延層如由同一種材料構(gòu)成的則稱為同質(zhì)結(jié)外延層，如由不同材料構(gòu)成則稱為異質(zhì)結(jié)外延層。外延材料可以是單層結(jié)構(gòu)，也可以是多層結(jié)構(gòu)。外延材料的制備方法主要有氣相外延法和液相外延法。隨著技術(shù)進步和應(yīng)用的擴大，為適應(yīng)寬禁帶、多元化合物、量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)等器件制造的需要，大力探索和開發(fā)金屬有機物氣相沉積和分子束外延等新技術(shù)得到迅速發(fā)展。氣相外延法：通過氣相輸運和氣相反應(yīng)來實現(xiàn)薄膜生長的一種工藝過程。通常采用氯化物法和氫化物法生長砷化鎵外延層，Ga-AsCl3-H2已成為氯化物法的代表工藝，其特點是易于實現(xiàn)高純生長。1970年美國麻省理工學院華爾夫(Walf)得到砷化鎵氣相外延層的電子濃度和電子遷移率為n77k＝7×1013cm-3和μ77k＝2.1×105cm2/(V·s)。
液相外延法：在一定溫度下的砷化鎵飽和溶液，通過降溫使溶液過飽和，則在砷化鎵襯底上按一定的晶向生長砷化鎵薄膜。據(jù)1969年的報道結(jié)果是：77K時的電子濃度和電子遷移率為n77k＝7.6×1012cm-3、μ77k＝1.75×105cm2/(V·s)。
金屬有機化合物氣相沉積法：用氫氣把三甲基鎵或三乙基鎵和砷烷一起輸送到反應(yīng)區(qū)，經(jīng)分解和相互作用，在砷化鎵襯底沉積砷化鎵薄膜的方法。其優(yōu)點是改變原料氣體的種類和濃度，容易控制生長晶體薄膜的組分和各種特性。
分子束外延法：將熱分子束和原子束流在超高真空中入射到砷化鎵襯底的表面上，由于相互作用而生長具有原子層級的砷化鎵超薄層外延材料。其主要優(yōu)點是可以生長出原子層水平的超薄層單晶膜，可嚴格控制膜層的厚度、組分和結(jié)構(gòu)，還可用組分漸變層或應(yīng)變超晶格結(jié)構(gòu)來消除由于晶格失配而造成的位錯，因此該法非常適合于制作光電器件、微波器件、量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)材料。
用途
由于GaAs具有很高的電子遷移率，故可用于制備高速或微波半導(dǎo)體器件。砷化鎵還用于制作耐高溫、抗輻照或低噪聲器件，以及近紅外發(fā)光和激光器件，也用于作光電陰極材料等。更重要的是它將成為今后發(fā)展超高速半導(dǎo)體集成電路的基礎(chǔ)材料。砷化鎵價格(試劑級)
| 報價日期 | 產(chǎn)品編號 | 產(chǎn)品名稱 | CAS號 | 包裝 | 價格 |
| 2021/02/25 | 088458 | 砷化鎵, 99.999% (metals basis) Gallium arsenide, 99.999% (metals basis) | 1303-00-0 | 2g | 994元 |
| 2021/02/25 | 088458 | 砷化鎵, 99.999% (metals basis) Gallium arsenide, 99.999% (metals basis) | 1303-00-0 | 10g | 4227元 |
| 2021/02/25 | 088458 | 砷化鎵, 99.999% (metals basis) Gallium arsenide, 99.999% (metals basis) | 1303-00-0 | 50g | 20075元 |