גליום ארסניד

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

גליום ארסניד (GaAs) הינו חומר מוליך למחצה מסדרת III-V, כלומר - חומר המורכב משני יסודות מהטורים השלישי (III) והחמישי (V) בטבלה המחזורית. חומרים כאלה דומים בתכונותיהם החשמליות לתכונות הצורן והגרמניום (השייכים לטור הרביעי) שהיו המוליכים למחצה הראשונים שיושמו.

[עריכה] מוטיבציה

תהליך ההפקה והעיבוד של גליום ארסניד הוא תהליך יקר בהשוואה לזה של הצורן (סיליקון) ( בערך פי 6 ). יחד עם זאת, לגליום ארסניד מספר יתרונות חשובים על פני הצורן, ועל כן משתמשים בו ביישומי מיקרואלקטרוניקה מסוימים, בהם הצורן לא מצליח לעמוד בדרישות:

  • מעגלי מיתוג מהירים מאוד (בקצבי מיתוג של 10 ג'יגה הרץ ומעלה)
  • מעגלי הספק גבוה בתדרי רדיו ומיקרו-גל
  • מעגלים של צומת מעורבת (Hetero-junction) בהם נעשה שימוש בגליום ארסניד ותרכובות אחרות של גליום-אלומיניום-ארסניד או אינדיום-אלומיניום-גליום-ארסניד.
  • מעגלים אלקטרו-אופטיים, בעיקר בתחום התקשורת האופטית באורך גל 1.3 מיקרון.

[עריכה] ישומים אלקטרוניים

ההתקנים העיקריים שמיושמים בגליום ארסניד הם הטרנזיסטור הבי-פולארי והתקן ה-MES-FET על נגזרותיו. התקני MOS-FET, שהובילו את שבבי הסיליקון לדומיננטיות מלאה בתחום המעבדים האלקטרוניים, הם בעייתיים לישום בגליום ארסניד עקב הקושי להצמיד לגביש הגליום-ארסניד שכבת מבודד מתואמת, בעוד שבסיליקון התהליך הוא קל ופשוט. לפיכך, הגליום ארסניד לא התפתח לתחום ה-VLSI ורמת האינטגרציה בו היא לרוב נמוכה. ישנם מקרים של מוצרים מסחריים, בהם קיימת דרישה לפונקציונליוּת לוגית בנוסף לרכיב גליום ארסניד. במקרים כאלה, משולבת פיסת גליום ארסניד לצד פיסת סיליקון המממשת את הפונקציה הלוגית.

[עריכה] העתיד

בתחילת המאה ה-21 מתגברת המגמה של שימוש בחומר דומה, אינדיום-פוספיט (InP), המציע יתרונות על פני הגליום ארסניד כמעט בכל הישומים. עדיין, קיימים קווי יצור רבים ומועמסים של גליום ארסניד ולא נראה שירד מעל במת ההיסטוריה כה מהר.