Сравнение характеристик детекторов на основе GaAs и Si

Арсенид галлия (GaAs) — химическое соединение галлия и мышьяка. Полупроводник, который имеет широкое применение в промышленности. GaAs используют для создания сверхвысокочастотных интегральных схем и транзисторов, светодиодов, лазерных диодов, диодов Ганна, туннельных диодов, фотоприемников и детекторов ядерных излучений.

Кремний (Si) — химический элемент. Самый распространенный в природе полупроводник. Кристаллы кремния применяют в солнечных батареях и полупроводниковых устройствах — транзисторах и диодах. Некоторые электронные свойства GaAs превосходят свойства Si. У GaAs ширина запрещенной зоны при комнатной температуре (E_g=1,40 эВ) значительно выше, чем у Si, что дает возможность применять их в неохлажденном виде. Очень важным достоинством GaAs является высокая подвижность электронов при комнатной температуре [µ_e=8600 см²/(Вс)]. Хорошей подвижностью также обладают и дырки [µ_h=400 см²/(Вс)]. Атомный номер компонентов, входящих в состав этого соединения, высок (Z_Ga=31, Z_As=33), что позволяет достичь значительную тормозную способность. Кроме того, устройства GaAs, как правило, имеют меньше шума, чем кремниевых приборов, особенно на высоких частотах. Это является результатом более высокой подвижности носителей и более низких резистивных паразитных устройств. Из-за его широкой запрещенной зоной, чистый GaAs обладает высоким сопротивлением. В сочетании с высокой диэлектрической постоянной, это свойство делает GaAs очень хорошим электрическим субстратом и, в отличие от Si, обеспечивает естественную изоляцию между приборов и схем.