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반도체 재료 목록

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반도체 재료(영어: Semiconductor materials)는 명목상 작은 띠틈을 가진 절연체이다. 반도체 재료의 결정적인 특성은 제어 가능한 방식으로 전자적 특성을 변경하는 불순물로 도핑하여 그 특성을 조절할 수 있다는 것이다.[1] 컴퓨터 및 태양광 산업에서 트랜지스터, 레이저, 태양 전지와 같은 장치에 응용되기 때문에, 새로운 반도체 재료의 탐색과 기존 재료의 개선은 재료과학에서 중요한 연구 분야이다.

가장 일반적으로 사용되는 반도체 재료는 결정성 무기 고체이다. 이 재료들은 구성 원자의 주기율표 족에 따라 분류된다.

서로 다른 반도체 재료는 그 특성이 다르다. 따라서 규소와 비교하여, 화합물 반도체(compound semiconductors)는 장점과 단점을 모두 가지고 있다. 예를 들어, 비소화 갈륨 (GaAs)은 규소보다 6배 더 높은 전자 이동도를 가지므로 더 빠른 작동이 가능하고; 더 넓은 띠틈을 가지므로 더 높은 온도에서 전력 장치를 작동시킬 수 있으며, 상온에서 저전력 장치에 더 낮은 열 잡음을 제공한다; 직접 띠틈은 규소의 간접 띠틈보다 더 유리한 광전자 특성을 제공한다; 이는 띠틈 너비를 조절할 수 있는 3원 및 4원 조성으로 합금할 수 있어 선택된 파장에서 빛을 방출하게 하여 광섬유를 통해 가장 효율적으로 전송되는 파장과 일치시킬 수 있다. GaAs는 또한 GaAs 장치에 격자 정합 절연 기판으로 적합한 반절연 형태로 성장시킬 수도 있다. 반대로 규소는 견고하고 저렴하며 가공하기 쉽지만, GaAs는 부서지기 쉽고 비싸며, 산화층을 성장시키는 것만으로는 절연층을 만들 수 없다; 따라서 GaAs는 규소가 충분하지 않은 경우에만 사용된다.[2]

여러 화합물을 합금함으로써 일부 반도체 재료는 예를 들어 띠틈이나 격자 상수를 조절할 수 있다. 그 결과는 3원, 4원 또는 심지어 5원 조성이다. 3원 조성은 관련된 이진 화합물의 범위 내에서 띠틈을 조절할 수 있게 하지만; 직접 띠틈과 간접 띠틈 재료의 조합의 경우 간접 띠틈이 우세한 비율이 있어 광전자공학에 사용 가능한 범위를 제한한다; 예를 들어 AlGaAs LED는 이로 인해 660 nm로 제한된다. 화합물의 격자 상수도 다른 경향이 있으며, 혼합 비율에 따라 기판과의 격자 불일치는 불일치 크기에 따라 결함을 유발한다; 이는 달성 가능한 복사/비복사 재결합 비율에 영향을 미치고 장치의 발광 효율을 결정한다. 4원 및 그 이상의 조성은 띠틈과 격자 상수를 동시에 조절할 수 있어 더 넓은 파장 범위에서 복사 효율을 증가시킬 수 있다; 예를 들어 AlGaInP는 LED에 사용된다. 생성된 파장의 빛에 투명한 재료는 재료의 벌크에서 광자를 더 효율적으로 추출할 수 있게 하므로 유리하다. 즉, 그러한 투명 재료에서는 빛 생성이 표면에만 국한되지 않는다. 굴절률 또한 조성에 따라 달라지며 재료에서 광자의 추출 효율에 영향을 미친다.[3]

유형별 반도체 재료

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화합물 반도체

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화합물 반도체는 적어도 두 가지 다른 종류의 화학 원소로 구성된 화합물 반도체이다. 이러한 반도체는 예를 들어 주기율표 족 13–15 (구 족 III–V)에서 형성되며, 예를 들어 붕소족 (구 족 III, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐) 및 질소족 (구 족 V, 질소, 인, 비소, 안티모니, 비스무트)의 원소로 구성된다. 가능한 공식의 범위는 이러한 원소들이 이원 (두 원소, 예: 비소화 갈륨 (GaAs)), 삼원 (세 원소, 예: 인듐 갈륨 비소 (InGaAs)), 사원 합금 (알루미늄 갈륨 인듐 인 (AlInGaP) 합금 및 인듐 비소 안티모니 인 (InAsSbP)과 같은 네 원소)을 형성할 수 있기 때문에 상당히 넓다. III-V 화합물 반도체의 특성은 족 IV counterpart와 유사하다. 이러한 화합물, 특히 II-VI 화합물에서 이온성이 높을수록 덜 이온성인 화합물에 비해 기본 띠틈이 증가하는 경향이 있다.[4]

제조

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유기금속 기상 에피택시 (MOVPE)는 장치용 화합물 반도체 박막 형성을 위한 가장 인기 있는 증착 기술이다. 이는 초고순도 유기금속 및 수소화물을 전구체 원료로 수소와 같은 주변 가스에서 사용한다.

선택할 수 있는 다른 기술은 다음과 같다:

반도체 재료표

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족원소.재료화학식띠틈 (eV)띠틈 유형설명
IV1규소Si1.12[5][6]간접재래식 단결정 규소 (c-Si) 태양 전지 및 박막 태양 전지의 비정질 실리콘 (a-Si) 형태로 사용된다. 태양광 발전에서 가장 흔한 반도체 재료; 전 세계 태양광 시장을 지배; 제조하기 쉽다; 우수한 전기 및 기계적 특성. 절연 목적으로 고품질의 열산화물을 형성한다. 집적 회로 제조에 사용되는 가장 일반적인 재료.
IV1저마늄Ge0.67[5][6]간접초기 레이더 감지 다이오드 및 첫 번째 트랜지스터에 사용되었으며, 규소보다 낮은 순도가 필요했다. 고효율 다중접합 태양광 셀의 기판. 비소화 갈륨과 매우 유사한 격자 상수. 감마선 분광법에 고순도 결정이 사용된다. 일부 장치의 신뢰성을 저해하는 위스커를 성장시킬 수 있다.
IV1다이아몬드C5.47[5][6]간접우수한 열전도성. 뛰어난 기계적 및 광학적 특성.

높은 전하 운반자 이동도[7]와 높은 전기적 파괴장[8]을 상온에서 우수한 전자적 특성으로 가진다. 매우 높은 나노기계 공진기 품질 계수.[9]

IV1회색 주석, α-SnSn0[10][11]반금속저온 동소체 (다이아몬드 입방 격자).
IV2탄화 규소, 3C-SiCSiC2.3[5]간접초기 노란색 LED에 사용
IV2탄화 규소, 4H-SiCSiC3.3[5]간접고전압 및 고온 응용 분야에 사용
IV2탄화 규소, 6H-SiCSiC3.0[5]간접초기 파란색 LED에 사용
VI1황, α-SS82.6[12]
VI1회색 (삼방정) 셀레늄Se1.83–2.0[13][14]간접셀레늄 정류기 및 태양 전지에 사용된다.[15] 띠틈은 제조 조건에 따라 달라진다.
VI1붉은 셀레늄Se2.05간접[16]
VI1텔루륨Te0.33[17]
III-V2질화 붕소, 입방BN6.36[18]간접자외선 LED에 잠재적으로 유용
III-V2질화 붕소, 육각형BN5.96[18]준직접자외선 LED에 잠재적으로 유용
III-V2질화 붕소 나노튜브BN5.5[19]
III-V2인화 붕소BP2.1[20]간접
III-V2비소화 붕소BAs1.82직접열 관리용 초고열 전도성; 방사선 손상에 강하고, 베타볼타이ics에 적용 가능성.
III-V2비소화 붕소B12As23.47간접방사선 손상에 강하고, 베타볼타이ics에 적용 가능성.
III-V2질화 알루미늄AlN6.28[5]직접압전성. 반도체로 단독으로 사용되지 않는다; AlN에 가까운 GaAlN은 자외선 LED에 사용될 수 있다. AlN에서 210 nm에서 비효율적인 방출이 달성되었다.
III-V2인화 알루미늄AlP2.45[6]간접
III-V2비소화 알루미늄AlAs2.16[6]간접
III-V2안티모니화 알루미늄AlSb1.6/2.2[6]간접/직접
III-V2질화 갈륨GaN3.44[5][6]직접p형 도핑이 어렵지만, Mg 도핑 및 어닐링을 통해 최초의 고효율 청색 LED[3] 및 청색 레이저가 가능했다. ESD에 매우 민감하다. 이온화 방사선에 둔감하다. GaN 트랜지스터는 GaAs보다 높은 전압과 높은 온도에서 작동할 수 있으며, 마이크로파 전력 증폭기에 사용된다. 예를 들어 망가니즈로 도핑하면 자기 반도체가 된다.
III-V2인화 갈륨GaP2.26[5][6]간접초기 저-중간 밝기 저렴한 빨강/주황/녹색 LED에 사용되었다. 단독으로 또는 GaAsP와 함께 사용되었다. 노란색 및 빨간색 빛에 투명하며, GaAsP 빨강/노랑 LED의 기판으로 사용되었다. n형은 S 또는 Te로, p형은 Zn으로 도핑된다. 순수 GaP는 녹색을 방출하고, 질소 도핑 GaP는 노란색-녹색을 방출하며, ZnO 도핑 GaP는 빨간색을 방출한다.
III-V2비소화 갈륨GaAs1.42[5][6]직접규소 다음으로 가장 널리 사용되며, InGaAs 및 GaInNAs와 같은 다른 III-V 반도체의 기판으로 흔히 사용된다. 취성. Si보다 낮은 홀 이동도, P형 CMOS 트랜지스터는 비실용적. 높은 불순물 밀도, 작은 구조를 제조하기 어렵다. 근적외선 LED, 고속 전자공학 및 고효율 태양 전지에 사용된다. 저마늄과 매우 유사한 격자 상수, 저마늄 기판에 성장시킬 수 있다.
III-V2안티모니화 갈륨GaSb0.73[5][6]직접적외선 검출기 및 LED, 열광전지에 사용된다. n형은 Te로, p형은 Zn으로 도핑된다.
III-V2질화 인듐InN0.7[5]직접태양 전지에 사용 가능성이 있지만, p형 도핑이 어렵다. 합금으로 자주 사용된다.
III-V2인화 인듐InP1.35[5]직접에피택셜 InGaAs의 기판으로 흔히 사용된다. 우수한 전자 속도, 고출력 및 고주파 응용 분야에 사용된다. 광전자공학에 사용된다.
III-V2비소화 인듐InAs0.36[5]직접1–3.8 μm 범위의 적외선 검출기에 사용되며, 냉각 또는 비냉각 방식이 있다. 높은 전자 이동도. InGaAs 매트릭스 내의 InAs 도트는 퀀텀닷으로 사용될 수 있다. InP 또는 GaAs 위에 InAs 단층으로 퀀텀닷이 형성될 수 있다. 강한 광뎀버 효과 이미터, 테라헤르츠파 소스로 사용된다.
III-V2안티모니화 인듐InSb0.17[5]직접적외선 검출기 및 열화상 센서에 사용되며, 높은 양자 효율, 낮은 안정성, 냉각이 필요하며, 군사 장거리 열화상 시스템에 사용된다. AlInSb-InSb-AlInSb 구조는 양자 우물로 사용된다. 매우 높은 전자 이동도, 전자 속도 및 탄도 길이. 트랜지스터는 0.5V 미만 및 200 GHz 이상에서 작동할 수 있다. 테라헤르츠 주파수도 달성 가능할 수 있다.
II-VI2셀레늄화 카드뮴CdSe1.74[6]직접나노입자는 퀀텀닷으로 사용된다. 고유 n형, p형 도핑은 어렵지만 질소로 p형 도핑할 수 있다. 광전자공학에 사용 가능성이 있다. 고효율 태양 전지용으로 테스트되었다.
II-VI2황화 카드뮴CdS2.42[6]직접포토레지스터 및 태양 전지에 사용된다; CdS/Cu2S는 최초의 효율적인 태양 전지였다. CdTe와 함께 태양 전지에 사용된다. 퀀텀닷으로 흔하다. 결정은 고체 레이저로 작동할 수 있다. 전계 발광성. 도핑되면 인광체로 작동할 수 있다.
II-VI2텔루륨화 카드뮴CdTe1.49[6]직접CdS와 함께 태양 전지에 사용된다. 박막 태양 전지 및 기타 카드뮴 텔루라이드 광전지에 사용된다; 단결정 규소보다 효율은 낮지만 저렴하다. 높은 전기광학 효과, 전기광학 변조기에 사용된다. 790 nm에서 형광을 방출한다. 나노입자는 퀀텀닷으로 사용될 수 있다.
II-VI, 산화물2산화 아연ZnO3.37[6]직접광촉매성. 산화 마그네슘 및 산화 카드뮴과의 합금으로 띠틈을 3에서 4 eV로 조절할 수 있다. 고유 n형, p형 도핑이 어렵다. 알루미늄, 인듐 또는 갈륨 중도핑은 투명 전도성 코팅을 생성한다; ZnO:Al은 가시광선에 투명하고 적외선 영역에서 반사되는 창 코팅 및 인듐 주석 산화물을 대체하는 LCD 디스플레이 및 태양 전지판의 전도성 필름으로 사용된다. 방사선 손상에 강하다. LED 및 레이저 다이오드에 사용 가능성이 있다. 랜덤 레이저에 사용 가능성이 있다.
II-VI2셀레늄화 아연ZnSe2.7[6]직접청색 레이저 및 LED에 사용된다. n형 도핑은 쉽지만, p형 도핑은 어렵지만 예를 들어 질소로 할 수 있다. 적외선 광학에서 흔한 광학 재료.
II-VI2황화 아연ZnS3.54/3.91[6]직접띠틈 3.54 eV (입방), 3.91 (육각형). n형과 p형 모두 도핑할 수 있다. 적절히 도핑하면 흔한 섬광체/인광체.
II-VI2텔루륨화 아연ZnTe2.3[6]직접AlSb, GaSb, InAs 및 PbSe 위에 성장시킬 수 있다. 태양 전지, 마이크로파 발생기 부품, 청색 LED 및 레이저에 사용된다. 전기광학에 사용된다. 나이오븀화 리튬과 함께 테라헤르츠파를 생성하는 데 사용된다.
I-VII2염화 구리(I)CuCl3.4[21]직접
I-VI2황화 구리(I)Cu2S1.2[20] 간접p형, Cu2S/CdS는 최초의 효율적인 박막 태양 전지였다.
IV-VI2셀레늄화 납PbSe0.26[17]직접열화상용 적외선 검출기에 사용된다. 나노결정은 퀀텀닷으로 사용될 수 있다. 우수한 고온 열전 재료.
IV-VI2황화 납(II)PbS0.37[22]방연석 광물, 실용적으로 사용된 최초의 반도체, 광석 라디오에 사용되었다; PbS의 높은 유전율로 인해 검출기가 느리다. 적외선 검출기에 사용된 가장 오래된 재료. 상온에서 SWIR을 감지할 수 있으며, 더 긴 파장은 냉각이 필요하다.
IV-VI2텔루륨화 납PbTe0.32[5]낮은 열전도율, 고온에서 열전 발전기용 우수한 열전 재료.
IV-VI2황화 주석(II)SnS1.3/1.0[23]직접/간접황화 주석 (SnS)은 직접 광학 띠틈 1.3 eV와 1.3 eV 이상의 광자 에너지에 대해 104 cm−1 이상의 흡수 계수를 가진 반도체이다. 이는 전기적 특성을 도핑 및 구조 수정으로 조절할 수 있는 p형 반도체이며, 지난 10년 동안 박막 태양 전지용으로 간단하고 무독성이며 저렴한 재료 중 하나로 부상했다.
IV-VI2황화 주석(IV)SnS22.2[24]SnS2는 가스 감지 응용 분야에 널리 사용된다.
IV-VI2텔루륨화 주석SnTe0.18직접복합 띠틈 구조.
V-VI, 층상2텔루륨화 비스무트Bi2Te30.13[5]셀레늄 또는 안티모니와 합금 시 상온 부근에서 효율적인 열전 재료. 좁은 띠틈 층상 반도체. 높은 전기 전도성, 낮은 열 전도성. 위상 절연체.
II-V2인화 카드뮴Cd3P20.5[25]
II-V2비소화 카드뮴Cd3As20N형 고유 반도체. 매우 높은 전자 이동도. 적외선 검출기, 광검출기, 동적 박막 압력 센서 및 자기저항체에 사용된다. 최근 측정에 따르면 3D Cd3As2는 사실 전자가 그래핀에서와 같이 상대론적으로 행동하는 0 띠틈 디랙 반금속이다.[26]
II-V2인화 아연Zn3P21.5[27]직접일반적으로 p형.
II-V2이인화 아연ZnP22.1[28]
II-V2비소화 아연Zn3As21.0[29]가장 낮은 직접 및 간접 띠틈은 서로 30 meV 이내이다.[29]
II-V2안티모니화 아연Zn3Sb2적외선 검출기 및 열화상 장치, 트랜지스터, 자기저항체에 사용된다.
산화물2이산화 타이타늄, 아나타제TiO23.20[30]간접광촉매성, n형
산화물2이산화 타이타늄, 금홍석TiO23.0[30]직접광촉매성, n형
산화물2이산화 타이타늄, 브루카이트TiO23.26[30][31]
산화물2산화 구리(I)Cu2O2.17[32]가장 많이 연구된 반도체 중 하나. 많은 응용 분야와 효과가 처음으로 시연되었다. 규소 이전에 정류기 다이오드에 사용되었다.
산화물2산화 구리(II)CuO1.2N형 반도체.[33]
산화물2이산화 우라늄UO21.3높은 제벡 계수, 고온에 강하며, 유망한 열전 및 열광전지 응용. 과거에는 고온에서 전도성인 URDOX 저항체에 사용되었다. 방사선 손상에 강하다.
산화물2이산화 주석SnO23.7산소 결핍 n형 반도체. 가스 센서에 사용된다.
산화물3티탄산 바륨BaTiO33강유전체, 압전 소자. 일부 비냉각 열화상 장치에 사용된다. 비선형 광학에 사용된다.
산화물3티탄산 스트론튬SrTiO33.3강유전체, 압전 소자. 배리스터에 사용된다. 나이오븀 도핑 시 전도성.
산화물3나이오브산 리튬LiNbO34강유전체, 압전 소자, 포켈스 효과를 보인다. 전기광학 및 광자학에 널리 사용된다.
산화물, V-VI2단사정 산화 바나듐(IV)VO20.7[34]광학67 °C 이하에서 안정
층상2요오드화 납(II)PbI22.4[35]PbI2는 벌크 형태로 띠틈이 2.4 eV인 층상 직접 띠틈 반도체이며, 2D 단층은 ~2.5 eV의 간접 띠틈을 가지며, 띠틈을 1–3 eV 사이에서 조절할 수 있는 가능성이 있다.
층상2이황화 몰리브데넘MoS21.23 eV (2H)[36]간접
층상2셀레늄화 갈륨GaSe2.1간접광전도체. 비선형 광학에 사용. 2D 재료로 사용. 공기 민감.[37][38][39]
층상 2 셀레늄화 인듐 InSe 1.26–2.35 eV[39] 직접 (2D에서 간접) 공기 민감. 몇 겹 및 단층 형태로 높은 전기 이동도.[37][38][39]
층상2황화 주석SnS>1.5 eV직접
층상2황화 비스무트Bi2S31.3[5]
자기, 희석 (DMS)[40]3갈륨 망간 비소GaMnAs
자기, 희석 (DMS)3텔루륨화 납 망간PbMnTe
자기4망간산 란타넘 칼슘La0.7Ca0.3MnO3거대자기저항
자기2산화 철(II)FeO2.2[41]반강자성. 산화 철 나노입자의 띠틈은 2.2 eV로 밝혀졌으며, 도핑 시 띠틈이 2.5 eV까지 증가하는 것으로 나타났다.
자기2산화 니켈(II)NiO3.6–4.0직접[42][43]반강자성
자기2산화 유로퓸(II)EuO강자성
자기2황화 유로퓸(II)EuS강자성
자기2브로민화 크로뮴(III)CrBr3
기타3셀레늄화 구리 인듐, CISCuInSe21직접
기타3황화 은 갈륨AgGaS2비선형 광학 특성
기타3인화 아연 규소ZnSiP22.0[20]
기타2황화 비소(III) 웅황As2S32.7[44]직접결정 상태와 유리 상태 모두에서 반도체성
기타2황화 비소 계관석As4S4결정 상태와 유리 상태 모두에서 반도체성
기타2백금 실리사이드PtSi1–5 μm 적외선 검출기에 사용된다. 적외선 천문학에 사용된다. 높은 안정성, 낮은 드리프트, 측정에 사용된다. 낮은 양자 효율.
기타2요오드화 비스무트(III)BiI3
기타2요오드화 수은(II)HgI2상온에서 작동하는 일부 감마선 및 X선 검출기 및 이미징 시스템에 사용된다.
기타2브로민화 탈륨(I)TlBr2.68[45]상온에서 작동하는 일부 감마선 및 X선 검출기 및 이미징 시스템에 사용된다. 실시간 X선 이미지 센서로 사용된다.
기타2황화은Ag2S0.9[46]
기타2이황화 철FeS20.95[47]광물 황철석. 후기 광석 라디오에 사용되었고, 태양 전지용으로 연구되었다.
기타4황화 구리 아연 주석, CZTSCu2ZnSnS41.49직접Cu2ZnSnS4는 CIGS에서 인듐/갈륨을 지구에 풍부한 아연/주석으로 대체하여 파생되었다.
기타4황화 구리 아연 안티모니, CZASCu1.18Zn0.40Sb1.90S7.22.2[48]직접황화 구리 아연 안티모니는 황화 구리 안티모니 (CAS)에서 파생된 파마티나이트 종류의 화합물이다.
기타3황화 구리 주석, CTSCu2SnS30.91[20]직접Cu2SnS3는 p형 반도체이며 박막 태양 전지 응용 분야에 사용될 수 있다.

반도체 합금 시스템 표

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다음 반도체 시스템은 어느 정도 조절 가능하며, 단일 재료가 아닌 재료 등급을 나타낸다.

족 원소. 재료 분류 화학식 띠틈 (eV) 띠틈 유형 설명
하한상한
IV-VI3텔루륨화 납 주석Pb1−xSnxTe00.29적외선 검출기 및 열화상에 사용된다.
IV2규소-저마늄Si1−xGex0.671.11[5]직접/간접조절 가능한 띠틈, 이종접합 구조 건설을 허용한다. 특정 두께의 초격자는 직접 띠틈을 가진다.[49]
IV2규소-주석Si1−xSnx1.01.11간접조절 가능한 띠틈.[50]
III-V3알루미늄 갈륨 비소AlxGa1−xAs1.422.16[5]직접/간접x<0.4일 때 직접 띠틈 (1.42–1.95 eV에 해당); 전체 조성 범위에서 GaAs 기판에 격자 정합 가능; 산화하는 경향이 있다; n형 도핑은 Si, Se, Te로; p형 도핑은 Zn, C, Be, Mg로.[3] 적외선 레이저 다이오드에 사용될 수 있다. GaAs 장치에서 GaAs로 전자를 가두는 장벽층으로 사용된다 (예: QWIP 참조). AlAs에 가까운 조성의 AlGaAs는 거의 햇빛에 투명하다. GaAs/AlGaAs 태양 전지에 사용된다.
III-V3인듐 갈륨 비소InxGa1−xAs0.361.43직접잘 개발된 재료. InP 기판에 격자 정합 가능. 적외선 기술 및 열광전지에 사용. 인듐 함량이 전하 운반자 밀도를 결정한다. x=0.015일 때 InGaAs는 저마늄에 완벽하게 격자 정합된다; 다중접합 태양광 셀에 사용될 수 있다. 적외선 센서, 애벌런치 포토다이오드, 레이저 다이오드, 광섬유 통신 검출기 및 단파장 적외선 카메라에 사용된다.
III-V3인듐 갈륨 인InxGa1−xP1.352.26직접/간접HEMT 및 HBT 구조 및 위성용 고효율 다중접합 태양 전지에 사용된다. Ga0.5In0.5P는 GaAs에 거의 격자 정합되며, AlGaIn은 빨강 레이저용 양자 우물에 사용된다.
III-V3알루미늄 인듐 비소AlxIn1−xAs0.362.16직접/간접변형 HEMT 트랜지스터의 버퍼층, GaAs 기판과 GaInAs 채널 사이의 격자 상수 조절. 예를 들어 퀀텀 캐스케이드 레이저에서 양자 우물 역할을 하는 층상 이종구조를 형성할 수 있다.
III-V3알루미늄 갈륨 안티모니AlxGa1−xSb0.71.61직접/간접HBT, HEMT, 공명 터널링 다이오드 및 일부 틈새 광전자공학에 사용된다. 또한 InAs 양자 우물의 버퍼층으로도 사용된다.
III-V3알루미늄 인듐 안티모니AlxIn1−xSb0.171.61직접/간접InSb 기반 양자 우물 및 GaAs 및 GaSb 기판에 성장된 다른 장치에서 버퍼층으로 사용된다. 일부 중적외선 LED 및 포토다이오드의 활성층으로도 사용된다.
III-V3질화 갈륨 비소GaAsN
III-V3인화 갈륨 비소GaAsP1.432.26직접/간접빨강, 주황, 노랑 LED에 사용된다. 종종 GaP 위에 성장된다. 질소로 도핑될 수 있다.
III-V3비소 안티모니화 알루미늄AlAsSb1.612.16간접적외선 광검출기에서 장벽층으로 사용된다. GaSb, InAs 및 InP에 격자 정합될 수 있다.
III-V3비소 안티모니화 갈륨GaAsSb0.71.42[5]직접HBT 및 다중접합 태양 전지의 터널 접합에 사용된다. GaAs0.51Sb0.49는 InP에 격자 정합된다.
III-V3질화 알루미늄 갈륨AlGaN3.446.28직접청색 레이저 다이오드, 자외선 LED (250 nm까지), AlGaN/GaN HEMT에 사용된다. 사파이어 위에 성장시킬 수 있다. AlN 및 GaN과의 이종접합에 사용된다.
III-V3인화 알루미늄 갈륨AlGaP2.262.45간접일부 녹색 LED에 사용된다.
III-V3질화 인듐 갈륨InGaN23.4직접InxGa1–xN, x는 보통 0.02에서 0.3 사이 (근자외선용 0.02, 390 nm용 0.1, 420 nm용 0.2, 440 nm용 0.3). 사파이어, SiC 웨이퍼 또는 규소 위에 에피택시 성장시킬 수 있다. 현대 청색 및 녹색 LED에 사용되며, InGaN 양자 우물은 녹색에서 자외선까지 효과적인 이미터이다. 방사선 손상에 둔감하며, 위성 태양 전지에 사용될 수 있다. 결함에 둔감하며, 격자 불일치 손상에 강하다. 높은 열용량.
III-V3비소 안티모니화 인듐InAsSb0.170.36직접주로 작은 띠틈 때문에 중- 및 장파 적외선 광검출기에 사용되며, InAs0.4Sb0.6에서 상온에서 최소 약 0.08 eV에 이른다.
III-V3인듐 갈륨 안티모니InGaSb0.170.7직접일부 트랜지스터 및 적외선 광검출기에 사용된다.
III-V4알루미늄 갈륨 인듐 인AlGaInP직접/간접InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP도; GaAs 기판에 격자 정합을 위해 In 몰 분율은 약 0.48로 고정되고, Al/Ga 비율은 약 1.9에서 2.35 eV 사이의 띠틈을 달성하도록 조절된다; Al/Ga/In 비율에 따라 직접 또는 간접 띠틈; 560에서 650 nm 사이의 파장에 사용된다; 증착 중 정렬된 상을 형성하는 경향이 있어 이를 방지해야 한다[3]
III-V4인화 비소 갈륨 알루미늄AlGaAsP
III-V4인화 비소 갈륨 인듐InGaAsP
III-V4비소 안티모니화 갈륨 인듐InGaAsSb열광전지에 사용된다.
III-V4인화 비소 안티모니화 인듐InAsSbP열광전지에 사용된다.
III-V4인화 비소 인듐 알루미늄AlInAsP
III-V4질화 비소 갈륨 알루미늄AlGaAsN
III-V4질화 비소 갈륨 인듐InGaAsN
III-V4질화 비소 알루미늄 인듐InAlAsN
III-V4질화 비소 안티모니화 갈륨GaAsSbN
III-V5질화 비소 안티모니화 갈륨 인듐GaInNAsSb
III-V5인화 비소 안티모니화 갈륨 인듐GaInAsSbPInAs, GaSb 및 기타 기판 위에 성장시킬 수 있다. 조성 변경으로 격자 정합 가능. 중적외선 LED에 사용 가능성이 있다.
II-VI3텔루륨화 카드뮴 아연, CZTCdZnTe1.42.2직접효율적인 고체 X선 및 감마선 검출기, 상온에서 작동할 수 있다. 높은 전기광학 계수. 태양 전지에 사용된다. 테라헤르츠파를 생성하고 감지하는 데 사용될 수 있다. HgCdTe의 에피택셜 성장을 위한 기판으로 사용될 수 있다.
II-VI3텔루륨화 수은 카드뮴HgCdTe01.5"MerCad"로 알려져 있다. 민감한 냉각 적외선 영상 센서, 적외선천문학 및 적외선 검출기에 광범위하게 사용된다. 텔루륨화 수은 (반금속, 띠틈 0)과 CdTe의 합금. 높은 전자 이동도. 3–5 μm 및 12–15 μm 대기 창 모두에서 작동할 수 있는 유일한 일반적인 재료. CdZnTe 위에 성장시킬 수 있다.
II-VI3텔루륨화 수은 아연HgZnTe02.25적외선 검출기, 적외선 영상 센서 및 적외선 천문학에 사용된다. HgCdTe보다 더 나은 기계적 및 열적 특성을 가지지만 조성 제어가 더 어렵다. 복잡한 이종구조 형성이 더 어렵다.
II-VI3셀레늄화 수은 아연HgZnSe
II-V4인화 비소 카드뮴 아연(Zn1−xCdx)3(P1−yAsy)2[51]0[26]1.5[52]광전자공학 (광전지 포함), 전자공학 및 열전 재료에 다양한 응용 분야.[53]
기타4셀레늄화 구리 인듐 갈륨, CIGSCu(In,Ga)Se211.7직접CuInxGa1–xSe2. 다결정. 박막 태양 전지에 사용된다.

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
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