1303-00-0 砷化镓

该物质为剧毒危险物质，UN 1557 6.1/PG 2，危险等级6.1，包装类别II，海关编码2853909090，存储类别6.1A。具有致癌性类别1B、生殖毒性类别1B、特异性靶器官毒性-反复接触类别1，毒性数据：小鼠腹腔注射LD50 4700mg/kg。危险标志GHS08，防范说明P201、P308+P313。

砷化镓是重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，禁带宽度1.43eV，电子迁移率8800cm²/V·s，少数载流子寿命短，用于制作高温、高频、抗辐射、低噪声器件，体效应器件，高效激光器，红外光源，太阳电池，高速计算机集成电路，光电器件，微波器件等；其单晶可通过区熔法、液封直拉法制备，外延材料可通过气相外延、液相外延、金属有机化学气相沉积、分子束外延等方法制备；具有半导体贵族之称，是VCSEL、EEL等光电子产品的基板材料和衬底材料，广泛应用于高新产品中。

半导体器件（雷达、导弹、计算机、人造卫星、宇宙飞船、导航设备、遥测系统等）；激光雷达；激光二极管；微波通信线路；甘氏振荡器；光电子产品基板/衬底；太阳能电池；微波发生器；半导体激光器；雪崩二极管；场效应晶体管；变容二极管；势垒二极管；高速计算机集成电路；光电阴极材料；LCD；激光器(LD)；场效应晶体管(FET)；高电子迁移率晶体管(HEMT)；异质结双极晶体管(HBT)；高速器件和微波单片集成电路(MMIC)；微波/毫米波集成电路(MIMIC)；高速集成电路

方法1：直接化合法

• 原料：纯镓、纯砷
• 装置：一端封闭的透明石英安瓿
• 步骤：1. 往石英安瓿中送入装纯镓的石英盘，加入纯砷；2. 真空封口（真空度5×10⁻⁶Torr）；3. 加热装有砷的A炉至610℃，装有镓的B炉至1250℃，反应4-5h后，每1h将安瓿往A炉拉出5-20mm，前端生长单晶。
• 条件：砷加入量为当量的1.1-1.2倍；需喷砂处理石英盘（150-300次）防止潮湿。 方法2：还原法
• 反应式：4GaCl + 2H₂ + As₄ → 4GaAs + 4HCl
• 原料：一氯化镓、氢气、砷蒸气
• 条件：高温下还原反应。 方法3：气相热分解法
• 反应式：Ga(CH₃)₃ + AsH₃ → GaAs + 3CH₄
• 原料：三甲基镓、砷烷
• 条件：一定温度下热分解。 外延材料制备
• 气相外延法：采用氯化物法（Ga-AsCl₃-H₂体系）或氢化物法，实现薄膜生长，1970年报道电子浓度n=7×10¹³cm⁻³，迁移率μ=2.1×10⁵cm²/(V·s)。
• 液相外延法：砷化镓饱和溶液降温过饱和，在衬底上生长薄膜，1969年报道77K时电子浓度n=7.6×10¹²cm⁻³，迁移率μ=1.75×10⁵cm²/(V·s)。
• 金属有机化学气相沉积法：三甲基镓或三乙基镓与砷烷在氢气输送下分解沉积，可控制组分和特性。
• 分子束外延法：超高真空中热分子束和原子束流入射衬底，生长原子层级超薄层单晶膜，可严格控制厚度、组分和结构。