Indiumphosphid

Indiumphosphid (InP) ist eine Verbindung aus Phosphor und Indium, die für ihre hervorragenden Halbleitereigenschaften bekannt ist. Halbleiterbauelemente, die unter Verwendung von Indiumphosphidsubstraten hergestellt werden, weisen eine hohe gesättigte Elektronendriftgeschwindigkeit, geeignete Emissionswellenlängen für verlustarme Glasfaserkommunikation, hohe Strahlungsbeständigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz und eine relativ hohe Bandlückenbreite auf. Folglich werden Indiumphosphidsubstrate häufig bei der Herstellung optischer Modulgeräte, Sensorgeräte, High-End-Hochfrequenzgeräte usw. verwendet.

Indiumphosphid (InP) ist ein wichtiges Verbindungshalbleitermaterial mit mehreren Vorteilen, darunter eine hohe gesättigte Elektronendriftgeschwindigkeit, starke Strahlungsbeständigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz und eine hohe Bandlückenbreite. InP hat eine Zinkblende-Kristallstruktur mit einer Bandlücke von 1,34 eV und einer Mobilität von 3000 bis 4500 cm2/(VS) bei Raumtemperatur. Es wird häufig in der optischen Kommunikation, in Hochfrequenz-Millimeterwellengeräten, optoelektronischen integrierten Schaltkreisen und in Solarzellen für den Weltraum eingesetzt. Aufgrund dieser Materialeigenschaften werden Halbleiterbauelemente, die mit Indiumphosphid-Substraten hergestellt werden, häufig bei der Herstellung von Hochfrequenzgeräten, optischen Modulen, LEDs (einschließlich Mini-LEDs und Mikro-LEDs), Lasern, Detektoren, Sensoren und Weltraum-Solarzellen eingesetzt. Sie finden breite Anwendung in Bereichen wie 5G-Kommunikation, Rechenzentren, Displays der nächsten Generation, künstliche Intelligenz, autonomes Fahren, tragbare Geräte und Luft- und Raumfahrt.

Indiumphosphid-Halbleitermaterialien zeichnen sich durch eine breite Bandlückenstruktur aus, und Elektronen bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit durch InP-Material. Daher können Satellitensignalempfänger und -verstärker, die mit Indiumphosphid-Chips hergestellt werden, bei extrem hohen Frequenzen über 100 GHz mit großer Bandbreite, minimalen externen Störungen und hoher Stabilität arbeiten. Daher ist Indiumphosphid ein fortschrittlicheres Halbleitermaterial als Galliumarsenid, was die Satellitenkommunikationsbranche möglicherweise dazu antreiben könnte, sich in höhere Frequenzbänder zu entwickeln.

Verglichen mit Galliumarsenid (GaAs) weist Indiumphosphid (InP) deutliche Vorteile hinsichtlich elektrischer und anderer physikalischer Eigenschaften auf und nimmt im Bereich der optischen Halbleiterkommunikation eine beherrschende Stellung ein. Verglichen mit GaAs hat Indiumphosphid die folgenden Vorteile: (1) Es bietet eine hohe Elektronenspitzendriftgeschwindigkeit, eine große Bandlücke und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. InP hat eine direkte Übergangsbandlücke von 1,34 eV, was der Wellenlänge mit dem geringsten Übertragungsverlust bei der optischen Kommunikation entspricht; seine Wärmeleitfähigkeit ist höher als die von GaAs, was zu einer besseren Wärmeableitung führt. (2) Indiumphosphid ist bei der Geräteherstellung vorteilhafter als GaAs. InP-Geräte weisen ein hohes Strom-Spitze-Tal-Verhältnis auf, was eine hohe Umwandlungseffizienz bestimmt; die Impulsenergierelaxationszeitkonstante von InP ist halb so groß wie die von GaAs, was zu einer doppelt so hohen Arbeitseffizienzgrenze führt wie die von GaAs-Geräten; InP-Geräte haben bessere Rauscheigenschaften. (3) Indiumphosphid (InP) wird als Substratmaterial vor allem in folgenden Bereichen eingesetzt: optoelektronische Geräte wie Lichtquellen (LEDs) und Detektoren (APD-Lawinenphotodetektoren), die vorwiegend in Glasfaserkommunikationssystemen eingesetzt werden; integrierte Laser, Photodetektoren und Verstärker sind wesentliche Komponenten in optoelektronischen integrierten Schaltkreisen für die 40 Gb/s-Kommunikationssysteme der nächsten Generation.