Arséniure de gallium

Infos
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-FFDEAD" | Structure |----- | Constante de maille || nm |----- | Structure cristalline || cubique face centrée, type blende |----- ! colspan="2" bgcolor="
-FFDEAD" | Électronique |----- | Bande d'énergie à 300 K || eV |----- | Masse effective de l'électron || me |----- | Masse effective du trou léger || 0, 082 me |----- | Masse effective du trou lourd || 0, 45 me |----- | Mobilité électronique à 300 K || cm²/(V·s) |----
Arséniure de gallium

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-FFDEAD" | Structure |----- | Constante de maille || nm |----- | Structure cristalline || cubique face centrée, type blende |----- ! colspan="2" bgcolor="
-FFDEAD" | Électronique |----- | Bande d'énergie à 300 K || eV |----- | Masse effective de l'électron || me |----- | Masse effective du trou léger || 0, 082 me |----- | Masse effective du trou lourd || 0, 45 me |----- | Mobilité électronique à 300 K || cm²/(V·s) |----- | Mobilité des trous à 300 K || 400 cm²/(V·s) |---- L'arséniure de gallium (GaAs) est un composé chimique d’arsenic et de gallium. C'est un matériau semi-conducteur utilisé en particulier pour réaliser des composants micro-ondes et des composants opto-électroniques, diodes électro-luminescentes infrarouge ou des cellules photovoltaïques. Le GaAs est un semi-conducteur dit « III-V » car le gallium et l’arsenic présentent respectivement 3 et 5 électrons de valence.

Structure Cristalline

L'arséniure de gallium possède une structure cristalline de type "blende". Si l'on considère que les atomes de gallium suivent une structure de type cubique face centrée, les atomes d'arsenic occupent quant à eux 4 des 8 sites tétraèdriques de cette maille (et vice versa).

Comparaisons GaAs-Silicium

Atouts de l'arséniure de gallium

L'arséniure de gallium a quelques propriétés électriques supérieures à celles du silicium:
-Il possède une plus grande vitesse de saturation des électrons, et ceux-ci ont une mobilité plus grande, ce qui lui permet de fonctionner à des fréquences supérieures à 250 Ghz.
-Les dispositifs à technologie GaAs génèrent moins de bruit en hautes fréquences que ceux à base de silicium.
-Ils peuvent de même fonctionner à puissance plus élevées, du fait d'une tension de claquage plus élevée. Ces propriétés font de l'arséniure de gallium un composé de choix, notamment dans la fabrication de circuits pour téléphones portables, communications par satellite, technologie micro-onde, ainsi que certains dispositifs à radar. L'arséniure de gallium est aussi utilisé dans la fabrication de diode Gunn. Un autre atout de l'arséniure de gallium est son gap direct (contrairement au silicium qui a lui un gap indirect) ce qui lui permet d'émettre de la lumière (le silicium emet très peu de lumière, même si de récentes avancées technologiques ont permis de l'utiliser pour faire des LEDs ou des lasers). Les propriétés de l'arséniure de gallium, en particulier sa vitesse de commutation, l'on fait paraître comme un matériau idéal, notamment pour des applications en informatique. Dans les années 80, beaucoup pensaient que le marché de la microélectronique serait dominé a terme par l'arséniure de gallium, remplaçant ainsi le silicium. La première tentative d'évolution est due aux vendeurs de superordinateurs Cray Research, Convex, et Alliant. Cray développa une machine à base d'arséniure de gallium, le cray-3, mais les efforts financiers de recherche furent insuffisants, et la compagnie fit faillite en 1995.

Atouts du silicium

Le silicium possède trois principaux avantages vis a vis de l'arséniure de gallium. Tout d'abord il est particulièrement abondant (élément le plus abondant sur Terre après l'oxygène). Plus robuste, il permet de faire des wafers plus grands (~300mm comparé à ~150mm pour l'arséniure de gallium). Le second avantage du silicium est l'existence d'un des ses oxyde, le dioxyde de silicium (SiO2), sans doute l'un des meilleurs isolants existant. Cet isolant peut être facilement incorporé aux circuits de silicium, et ces couches isolantes adhère bien aux couches de Si. L'arséniure de gallium ne forme lui pas de couche isolante stable qui adhère correctement. Le troisième est sans doute le plus important. La mobilité des trous dans le silicium est de loin supérieure a celle de l'arséniure de gallium. Cette grande mobilité permet la fabrication de transistors à effet de champ-canal P à grande rapidité, requis dans la technologie CMOS. De par ce manque, l'arséniure de gallium n'a jamais pu être vraiment compétitif vis-à-vis du silicium.

Voir aussi

-Trimethylgallium
-Phospho-arséniure de gallium
-Arséniure de gallium-aluminium
- Catégorie:Semi-conducteur Catégorie:Composé du gallium Catégorie:Composé de l'arsenic de:Galliumarsenid en:Gallium(III) arsenide es:Arseniuro de galio fi:Galliumarsenidi he:גליום ארסניד hu:Gallium-arzenid it:Arseniuro di gallio ja:ガリウムヒ素 nl:Galliumarsenide pl:Arsenek galu pt:Arsenieto de gálio ru:Арсенид галлия sv:Galliumarsenid uk:Арсенід галію zh:砷化鎵
Sujets connexes
Arsenic   Arséniure de gallium-aluminium   Cellule photovoltaïque   Composé chimique   Cray Inc.   Diode Gunn   Diode électroluminescente   Gallium   Infrarouge   Laser   Micro-onde   Opto-électronique   Oxygène   Phospho-arséniure de gallium   Semi-conducteur   Silice   Silicium   Superordinateur   Transistor à effet de champ   Trimethylgallium   Trou d'électron  
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