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リン化ガリウム(リンかガリウム、GaP、gallium phosphide)は、ガリウムリン化物で、2.26 eV(300 K)の間接バンドギャップを持つ化合物半導体である。

リン化ガリウム
識別情報
CAS登録番号 12063-98-8 チェック
PubChem 82901
ChemSpider 74803 チェック
RTECS番号 LW9675000
特性
化学式 GaP
モル質量 100.697 g/mol
外観 薄いオレンジ色の固体
匂い 無臭
密度 4.138 g/cm3
融点

1477 °C, 1750 K, 2691 °F

への溶解度 不溶性
バンドギャップ 2.26 eV (300 K)
電子移動度 250 cm2/(V*s) (300 K)
熱伝導率 1.1 W/(cm*K) (300 K)
屈折率 (nD) 3.02 (2.48 µm), 3.19 (840 nm), 3.45 (550 nm), 4.30 (262 nm)
構造
結晶構造 閃亜鉛鉱型構造
空間群 T2d-F-43m
格子定数 (a, b, c) a = 545.05 pm Å
配位構造 四面体
危険性
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
1
引火点 110 °C (230 °F; 383 K)
関連する物質
その他の陰イオン 窒化ガリウム
ヒ化ガリウム
その他の陽イオン リン化アルミニウム
リン化インジウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

用途編集

半導体編集

多結晶体は、薄いオレンジ色である。非ドープ単結晶ウェーハは透明なオレンジ色だが、しっかりドープされたウェーハは自由キャリア吸収によって暗くなる。

硫黄テルルは、n型半導体を製造するためのドーパントとして使用される。亜鉛は、p型半導体のドーパントとして使用される。

光学材料編集

リン化ガリウムは、光学材料としても利用され、波長840 nm (IR)で 3.19、550 nm(緑)で 3.45、262 nm (UV) で4.30の屈折率を持つ[1]

発光ダイオード編集

1960年代から、低〜中輝度の赤・オレンジ・緑発光ダイオード(LED)の低コスト製造に使用されてきた。高電流や温度によって寿命が短くなる。ガリウム砒素リンを加えたり、単体で使用される。

純粋なGaP系LEDは、波長555 nmの緑色光、窒素ドープ品は黄緑色(565 nm)、酸化亜鉛をドープしたGaPは、赤色(700 nm)の光を発する。

リン化ガリウムは、赤〜黄色の光に対して透明であることから、GaAsP-on-GaP系LEDは、GaAsP-on-GaAsより効率が良い。

製造編集

900 ℃以上の温度では、リン化ガリウムが解離したり、リンがガスの様に脱離する。(LEDウエハー用に)1500 ℃の結晶成長時には、10〜100気圧の不活性ガスの圧力下で、溶融した酸化ホウ素のブランケットで覆いリンを保持しなければならない。このプロセスは、シリコンウエハーに使用されるチョクラルスキー法を応用していることから、液体封止チョクラルスキー法(Liquid Encapsulated Czochralski、略称: LEC)と呼ぶ。

出典編集

  1. ^ Optical constants of GaP (Gallium phosphide)”. RefractiveIndex.INFO. 2016年9月2日閲覧。