Semicondutores elementares e compostos têm uma série de diferenças no desempenho, principalmente nas seguintes áreas:

Um.Propriedades eletrônicas:

1.Mobilidade eletrônica:

A mobilidade eletrônica do semicondutor composto é geralmente mais alta do que o semicondutor elementar. Por exemplo, a mobilidade eletrônica do arseneto de gálio (GaAs) é cerca de 6 vezes a do silício (Si). Isso torna semicondutores compostos em aplicações de alta frequência com taxa de transferência de elétrons mais rápida e melhor capacidade de resposta, adequados para dispositivos eletrônicos de alta frequência e alta velocidade, como comunicações por microondas, radar e outros campos; e semicondutores elementares em silício, germânio, a mobilidade eletrônica do relativamente baixo, Mais adequado para os requisitos de frequência não são tão elevados para o circuito integrado geral.

2.Bandwidth:

A largura de banda dos semicondutores elementares é relativamente estreita, por exemplo, a largura de banda do silício é 1,1 eV, a largura de banda do germânio é 0,66 eV. A largura de banda dos semicondutores compostos tem uma grande variedade de variações, e a largura de banda dos semicondutores compostos pode ser alterada através do ajuste da composição do material para atender às necessidades de diferentes aplicações. Por exemplo, os semicondutores compostos de banda larga (como a largura de banda do carboneto de silício (SiC) de 3,39 eV, largura de banda do nitreto de gálio (GaN) de 3,3 eV) têm um campo mais alto da divisão, uma condutibilidade térmica mais alta e outras características, podem estar na alta temperatura, alta pressão, poder superior e outros ambientes ásperos, Apropriado para a fabricação de dispositivos de alta potência, dispositivos eletrônicos de potência, etc.; semicondutores compostos de banda estreita na detecção infravermelha, comunicações ópticas e outros campos. Detecção infravermelha, comunicações ópticas e outros campos têm aplicações únicas.

Em segundo lugar,Desempenho optoeletrônico:

1.Eficiência luminescência:

Alguns semicondutores compostos têm uma estrutura de bandgap direta, que pode gerar pares de cavidades eletrônicas mais eficientemente sob a excitação da luz e, portanto, ter melhor eficiência de luminescência. Por exemplo, diodos emissores de luz (LEDs) baseados em semicondutores compostos superam dispositivos semelhantes baseados em semicondutores elementares em termos de brilho e eficiência luminosa. Como o LED azul à base de nitreto de gálio tem sido amplamente utilizado no campo da iluminação e exibição; e materiais semicondutores elementares, como silício, germânio, etc., sua eficiência luminosa é menor, geralmente não como o principal material de dispositivos emissores de luz.

2.Eficiência conversão fotoelétrica:

No campo das células solares, a eficiência de conversão fotoelétrica do semicondutor composto é relativamente alta. Por exemplo, telureto de cádmio (CdTe), seleneto de cobre índio gálio (CIGS) e outros materiais semicondutores compostos são materiais importantes para células solares de película fina, e sua eficiência de conversão fotoelétrica pode atingir um nível mais alto; e semicondutores elementares no silício, embora um dos principais materiais para células solares, Mas ainda há uma lacuna entre a eficiência de conversão fotoelétrica relativa a alguns materiais semicondutores compostos.

Três,Propriedades físicas:

1.Resistência a radiação:

A estabilidade do desempenho do semicondutor composto no ambiente da radiação é relativamente alta, mais apropriada para a aplicação no espaço aéreo, nas comunicações do satélite e nas outras áreas de exigências altas da confiança. Por exemplo, no ambiente espacial, dispositivos semicondutores compostos podem resistir melhor ao impacto de raios cósmicos e outras radiações; e a resistência à radiação semicondutora elementar é relativamente fraca.

2.Temperatura Características:

Semicondutores compostos têm relativamente pouca degradação de desempenho em altas temperaturas e são capazes de operar normalmente em temperaturas mais altas. Em contraste, o desempenho de semicondutores elementares (como o silício) diminui significativamente a altas temperaturas. Isso dá aos semicondutores compostos uma vantagem em dispositivos eletrônicos para ambientes de alta temperatura, como unidades de controle eletrônico em torno de motores de automóveis e sensores em ambientes industriais de alta temperatura.

Quatro,Estabilidade e Processabilidade do Material:

1,Estabilidade do material:

Semicondutores elementares em silício, devido à sua fácil de formar uma camada estável de dióxido de silício (SiO₂) na superfície, de modo que o dispositivo de silício no ar tenha uma melhor estabilidade, e a camada de película fina de dióxido de silício pode efetivamente mascarar a difusão da maioria das impurezas importantes do hospedeiro e do doador, Para o processo de fabricação do dispositivo de difusão seletiva para fornecer uma máscara ideal. A estabilidade do material dos semicondutores compostos, por outro lado, varia dependendo do material específico. Alguns materiais semicondutores compostos podem sofrer oxidação, decomposição e outras reações em ambientes específicos, exigindo medidas especiais de encapsulamento e proteção1.

2.Processabilidade:

O processo de preparação de semicondutores elementares (como silício, germânio) é relativamente maduro, fácil de obter cristais de alta pureza e alta qualidade e a tecnologia de processamento é relativamente simples, você pode usar o método de tração direta, o método de fusão por zona e outros métodos de preparação de cristais únicos e, em seguida, através da fotolitografia, Gravura e outros processos para a fabricação do dispositivo. O processo de preparação de semicondutores compostos é relativamente complexo, precisa usar métodos especiais de crescimento, como deposição de vapor químico orgânico-metálico (MOCVD), epitaxia de feixe molecular (MBE) e outras tecnologias para preparar filmes cristalinos de alta qualidade, dificuldade de processamento e custo é relativamente alto.