砷化镓，作为化合物半导体的一种，其生产流程与大多数化合物半导体碳化硅、磷化铟等相似，都包括多晶合成、单晶生长后再经过切割、磨边、研磨、抛光、清洗等多道工艺后真空封装成品，其中多晶合成、单晶晶体生长是核心工艺。但是其也有自己的独特之处，文章将详细介绍单晶片以及衬底的特殊之处：

1. 砷化镓单晶

砷化镓单晶砷化镓单晶的导带为双能谷结构，其最低能谷位于第一布里渊区中心，电子有效质量是0.068m0 (m0为电子质量，见载流子)，次低能谷位于<111>方向的L点，较最低能谷约高出0.29eV，其电子有效质量为 0.55m0，价带顶约位于布里渊区中心，价带中轻空穴和重空穴的有效质量分别为 0.082m0和0.45m0。较纯砷化镓晶体的电子和空穴迁移率分别为8000cm²/(V·s)和100～ 300cm² /(V· s)，少数载流子寿命为10-2～10-3μs。在其中掺入Ⅵ族元素Te、Se、 S等或Ⅳ族元素Si，可获得 N型半导体，掺入Ⅱ族元素Be、Zn等可制得P型半导体，掺入Cr或提高纯度可制成电阻率高达 107～ 108Ω·cm的半绝缘材料。

制备GaAs单晶的方法有区熔法和液封直拉法。用扩散、离子注入、气相或液相外延及蒸发等方法可制成PN结、异质结、肖特基结和欧姆接触等。近十余年来，由于分子束外延和金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术的发展，可在GaAs单晶衬底上制备异质结和超晶格结构，已用这些结构制成了新型半导体器件如高电子迁移率晶体管 (HEMT)、异质结双极型晶体管(HBT)及激光器等，为GaAs材料的应用开发了更广阔的前景。

2. 砷化镓外延材料

外延材料的制备采用气相沉积或液相沉积等方法，使镓、砷源或其衍生物在以砷化镓或其他材料为衬底的表面上生长砷化镓或其他材料的单晶薄膜，统称为砷化镓外延材料。衬底和外延层如由同一种材料构成的则称为同质结外延层，如由不同材料构成则称为异质结外延层。外延材料可以是单层结构，也可以是多层结构。砷化镓的外延材料的制备方法与大众化合物半导体相差无几，主要有气相外延法和液相外延法。气相外延法：通过气相输运和气相反应来实现薄膜生长的一种工艺过程。通常采用氯化物法和氢化物法生长砷化镓外延层，Ga-AsCl3-H2已成为氯化物法的代表工艺，其特点是易于实现高纯生长。 1970年美国麻省理工学院华尔夫(Walf)得到砷化镓气相外延层的电子浓度和电子迁移率为n77k＝7×1013cm-3和μ77k＝2.1× 105cm² /(V·s)；液相外延法：在一定温度下的砷化镓饱和溶液，通过降温使溶液过饱和，则在砷化镓衬底上按一定的晶向生长砷化镓薄膜。据1969年的报道结果是：77K时的电子浓度和电子迁移率为n77k＝ 7.6× 1012cm-3、μ 77k＝1.75×105cm²/(V·s)。

3. 综合而言

对于单晶制备的方法对比，目前砷化镓晶体主流生长工艺包括LEC法、HB法、VB法以及VGF法等。有关砷化镓  材料制备工艺详细介绍前文有详细介绍，有兴趣的朋友可以去看看。中天利新材料有限公司所生产的6N高纯砷是制作砷化镓的主要原材。

7N高纯砷

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