砷化鎵
砷化鎵（gallium arsenide），化學(xué)式GaAs。黑灰色固體，熔點(diǎn)1238℃。它在600℃以下，能在空氣中穩(wěn)定存在，并且不被非氧化性的酸侵蝕。砷化鎵是一種重要的半導(dǎo)體材料。屬Ⅲ－Ⅴ族化合物半導(dǎo)體。屬閃鋅礦型晶格結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)5.65×10-10m，熔點(diǎn)1237℃，禁帶寬度1.4電子伏。砷化鎵是半導(dǎo)體材料中，兼具多方面優(yōu)點(diǎn)的材料,但用它制作的晶體三極管的放大倍數(shù)小，導(dǎo)熱性差，不適宜制作大功率器件。雖然砷化鎵具有優(yōu)越的性能，但由于它在高溫下分解，故要生產(chǎn)理想化學(xué)配比的高純的單晶材料，技術(shù)上要求比較高。
氮化鎵
氮化鎵，分子式GaN，英文名稱Gallium nitride，是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙（direct bandgap）的半導(dǎo)體，自1990年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器（Diode-pumped solid-state laser）的條件下，產(chǎn)生紫光（405nm）激光。
氮化鎵和砷化鎵比較
氮化鎵器件提供的功率密度比砷化鎵器件高十倍。由于氮化鎵器件的功率密度較高，因此可以提供更大的帶寬、更高的放大器增益，并且由于器件尺寸的減少，還可提高效率。
氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)管器件的工作電壓比同類砷化鎵器件高五倍。由于氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)管器件可在更高電壓下工作，因此在窄帶放大器設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)人員可以更加方便地實(shí)施阻抗匹配。所謂“阻抗匹配”，是指在負(fù)載的輸入阻抗設(shè)計(jì)上，使得從器件到負(fù)載的功率傳輸最大化。
氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)管器件提供的電流比砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)管高二倍。由于氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)管器件提供的電流比砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)器件高二倍，因此氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)器件的本征帶寬能力更高。氮化鎵在器件層面的熱通量比太陽(yáng)表面的熱通量還要高五倍！“熱通量”是單位面積的熱量輸送率。由于氮化鎵是高功率密度器件，因此它在非常狹小的空間內(nèi)散發(fā)熱量，形成高熱通量。這也是氮化鎵器件的熱設(shè)計(jì)如此重要的原因。碳化硅的導(dǎo)熱性是砷化鎵的六倍，是硅的三倍。碳化硅具有高導(dǎo)熱性，這使它成為高功率密度射頻應(yīng)用的首選襯底。氮化鎵的化學(xué)鍵強(qiáng)度是砷化鎵化學(xué)鍵的三倍。因此，氮化鎵的能隙更大，能夠支持更高的電場(chǎng)和更高的工作電壓。氮化鎵—氮化鋁鎵結(jié)構(gòu)的壓電性是砷化鎵—砷化鋁鎵結(jié)構(gòu)的五倍。氮化鎵器件在200攝氏度下工作100萬(wàn)小時(shí)，失效率低于0.002%。TI在GaN已經(jīng)有充分的論證，實(shí)驗(yàn)了，非常穩(wěn)定了。
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