Yükleniyor... Lütfen bekleyin...

Kategoriler

Haber Bülteni

Gallium Arsenide (GaAs) Wafer(Alttaş): Yapısı, Özellikleri, Kullanım Alanları, Avantajları:

Posted by


Gallium Arsenide (GaAs) Wafer: Structure, Properties, Uses, Advantages

Galyum arsenit (GaAs), galyum ve arsenik bileşiğidir. Hayati bir yarı iletkendir ve kızılötesi yayan diyotlar, lazer diyotlar, mikrodalga frekanslarındaki entegre devreler ve fotovoltaik hücreler gibi cihazları üretmek için yaygın olarak kullanılır.

Gallium arsenide (GaAs) Wafer Yapısı:

Galyum arsenitinde (GaAs Waferda, her galyum atomu arsenik atomları ile sınırlanmıştır.

Arsenik atomlarının 5 değerli elektronları ve galyum atomlarının 3 değerli elektronlarını birbirleriyle paylaşırlar. Böylece galyum ve arsenik atomunun her biri dış kabukta 8 değerlik elektronu alır.

GaAs Waferdaki galyum ve arsenik atomu arasında kovalent bir bağın mevcut olduğu da belirtilmelidir. Güçlü olmasına rağmen kovalent bağlar, yeterli miktarda dış enerji ile kırılabilir.


GaAs Wafer Özellikleri :

  • Galyum arsenitin (GaA) ana özellikleri aşağıda verilmiştir.
  • Galyum arsenitinin Molar kütlesi (GaAs) 144.64 g / mol'dür.
  • Galyum arsenit (GaAs) 1238 ° C erime noktasına sahiptir.
  • Galyum arsenit (GaAs) yoğunluğu 5.32 g / cm3'tür

GaAs Wafer Kullanımı :

Galyum arsenitin (GaAs) ana kullanımı şurada bulunur:

Bilgisayarlar

Fotovoltaik hücreler

Optoelektronik iletişim

Lazer diyotlar ve kızılötesi emisyon

GaAs WaferlarınTransistör ve Bilgisayarlarda Kullanımı:


GaA'ların fiziksel ve kimyasal özellikleri, daha düşük termal iletkenlik ve daha yüksek bir termal genleşme katsayısı (CTE) ile transistör üretiminde ikili bir kompozit olarak kullanımını zorlaştırmaktadır. Silikon ve germanyum ise temel yarı iletkenlerdir. Ek olarak, GaAs'lara dayanan cihazlardaki arızaların anlaşılması silikondakilerden daha zordur ve son kullanımlarından dolayı daha pahalı olabilir. Ancak, ilişki, kalite ve fiyat arasındaki ilişkinin karşılaştırılması, GaAs'ların katma değeri üretim maliyetlerini karşılar.

Belirtilen pazarlar, maliyetleri düşürmeye yardımcı olan ve daha yüksek frekanslara izin veren teknolojiyi talep eden sürekli bir büyüme içindedir.

GaAs Waferların Savunma ve Havacılıkta Kullanımı:

Galyum arsenit, askeri ve havacılık alanında kullanılmaya başlanmasıyla ticari pazarlara girmiştir. Periyodik tablodaki yarı iletken malzemeler grubuna aittir. Bant aralığının genişliği, silikon veya germanyumdan daha büyüktür. Elektronların hareketliliği, silikon veya germanyumdan ve silikonunkine benzer deliklerden daha fazladır.

P tipini saflaştırmak için, çinko, kadmiyum ya da bakır gibi malzemeler GaAs değerlik bandının üstünde 0.08 ila 0.37 eV aralığında izin verilen seviyeleri ortaya koymak için kullanılır. Verici materyaller kükürt, selenyum ve periyodik tablonun IV. Gruptaki elementleri, galyum atomlarının yerini alırsa küçük konsantrasyondadır.

GaAs fotoelektrik hücreler, tünel diyotları, lazerler, yarı iletkenler ve MESFET transistörleri için kullanılır.

GaAs çeşitli devre topolojisi ve cihaz tipi vardır. En baskın ve ticari olarak temin edilebilen FET mantığı, DCFL (Doğrudan Bağlantılı FET Mantığı) ile doğrudan birleştirilmiş FET mantığıdır, bununla birlikte BFL mantığı (Tamponlu FET Mantığı) ve SDFL mantığı (Schottky Diodu FET Mantığı) da mevcuttur.

Yüksek frekanslı teknolojilerde GaAs Waferlar:

Katkılı N-tipi GaAs elektrik yükünün etkili kütlesi aynı tipteki silikondan daha düşüktür, bu nedenle GaAs alttaşları elektronlar transistör kanalını geçmek için daha az zaman harcayarak daha yüksek hızlarda hızlandırılır. Bu daha yüksek bir maksimum çalışma frekansına ulaşılacağından, yüksek frekanslarda çok kullanışlıdır.

Bu olasılık ve daha yüksek frekanslarda hareket etmeyi sağlayan devrelerle çalışmak, savunma ve uzay endüstrilerinde, radarların kullanımı, güvenli iletişim ve sensörler açısından temel dayanağı vardır. Bu programlar geliştirildikten sonra, GaAs yakın zamanda kablosuz yerel alan ağları (WLAN), kişisel iletişim sistemleri (PCS), canlı uydu iletimi (DBS), tüketici tarafından iletim ve alım, global konumlandırma sistemleri (GPS) gibi yeni ticari pazarlara genişledi. ) ve mobil iletişim. Tüm bu pazarlar, silikon veya germanyum ile elde edilemeyen yüksek ve düşük frekanslarda çalışmayı gerektiriyordu.

Buna ek olarak, bu durum, tek tip kontrol etmeyi ve maliyeti ciddi bir şekilde etkilemeden mümkün olan en iyi kaliteyi sağlamak için istatistiksel yöntemler kullanarak yarı iletken üretim felsefesini etkilemiştir. Bütün bunlar ayrıca pille çalışan cihazlarda çalışma ve bekleme süresini en üst düzeye çıkarmak için daha yüksek radyo frekansı gücüne ve düşük voltaj yükselticilerine sahip yeni dijital iletim tekniklerinin oluşturulmasına olanak sağlamıştır.

Galyum Arsenit (GaAs) Waferların Avantajları:

Galyum arsenit alttaşlarının güneş sınıfı silikon alttaşlarına göre avantajı, neredeyse iki kat daha fazla verim sunmasıdır. GaAs waferin bir başka avantajı, verimliliği arttırmasıdır. Genellikle galyum arsenit, küçük bir tabaka üzerinde tek bir ince tabaka halinde biriktirilir, ancak Illinois Üniversitesi'nde, wafer üzerinde çok sayıda malzeme tabakası biriktirilerek daha yüksek bir verim elde edildi. Çoklu katmanlar, çalışma alanındaki kısıtlamaları ortadan kaldırır; güneş pilleri için mümkün olan en fazla ışığı yakalamak için geniş bir kapsama alanı gerektiren çok önemli bir detaydır. Böylece daha fazla enerji ve daha düşük maliyet üreten daha büyük bir kapsama alanı elde edilir. Güneş hücrelerinde arsenit kullanımı yeni değildir.

Çok bağlantılı hücrelerde uzun yıllardır kullanılmaktadır.

Galyum Arsenit (GaAs) Wafer Dezavantajları:

GaAs waferlar ile üretilen cihazlar 450 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışabilir. Ancak bu avantajlara rağmen, kullanımı silikon ile karşılaştırıldığında bazı zorluklar doğurmaktadır.

Örneğin, silikondan farklı olarak, CMOS mantık stilinin basit elemanlarını üretmek için maske görevi gören doğal bir oksit yoktur.

Düşük kullanımını açıklayan en büyük dezavantaj, fiyattır. Bu ikilemi çözmek için, mühendisler ve araştırmacılar, düşük maliyetli galyum arsenit, ince filmlerin üretilmesinde, silikonun yerini alacak cihazları yaratacak ve böylece fotovoltaik hücrelerin verimliliğini artıracak yeni yöntemler ürettiklerini söylüyorlar.

Sonuç:

Galyum arsenit (GaAs) bir Galyum atomu ve bir başka Arsenit atomu içerir. Kullanımı yarı iletkenlerin imalatı gibi elektronikte yaygın olarak bulunur. Bileşik yukarıda tarif edildiği gibi bazı avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Bu bileşiğin maliyetini azaltma çalışmaları devam etmektedir ve Galyum arsenit (GaAs) alttaşlarının diğer sektörlerde de sunabileceği çok daha fazla yenilik vardır.


Sayfa Başına Dön