1.磷化镓

【英文名】gallium phosphide

【结构式】GaP

【分子量】100.69

【物化性质】橙色透明的晶体。熔点1477℃，相对密度4.13，其离解压为（(3.5±1) MPa。难溶于稀盐酸、浓盐酸、硝酸，是半导体。

【质量标准】国家标准《磷化镓单晶》Gs/T 20229-2006

注：晶片几何参数的其他要求由供需双方商定。

【用途】用于太阳能电池转换率高的In-GaAs P/InP等半导体中。

发光二极管大量用于控制灯、显示仪表或面发光元件等，发光二极管所用磷化物半导体有GaP, GaAsP等。红色发光二极管使用GaP或GaAsP等，黄、橙色发光二极管以GaAsP为主体。

【制法】目前主要用高压单晶炉液体密封技术和外延方法制备磷化镓晶体。

(1）液体密封直拉法采用高压单晶炉，将多晶磷化镓加入单晶炉的合金石英坩埚 ，再经抽真空、熔化，在充以5.5 MPa氩气压下，用三氧化二硼液封拉晶。因磷化镓分解压力很大，在典型生长条件下，有一定量的磷溢出并与三氧化二硼作用，使三氧化二硼透明性变差，并有部分冷凝在观察孔上妨碍观察，为此可用X射线扫描及称量法等来控制晶体直径，制得磷化镓单晶成品。

(2）合成溶质扩散法（SSD法）将镓放入石英坩埚中，镓源温度在1100～1150℃之间，坩埚底部放磷化镓籽晶处温度为1000～1050℃,磷源温度为420℃,这时产生约0.1MPa磷蒸气压，在1150℃磷化镓的离解压为0.67Pa，所以在0.1 MPa磷蒸气压下，磷化镓可以稳定生长。开始时，磷蒸气与处在高温的镓表面反应生成磷化镓膜。此磷化镓溶于下面的镓液中并向坩埚底部扩散，由于坩埚底部温度较低，当磷化稼超过溶解度时，就会析出晶体，如磷源足够，最后会将镓液全部变成磷化镓晶体。

(3)磷化镓外延生长用上述方法制备的单晶主要用来作衬底。用液、气相外延方法能用来制备薄膜单晶。

磷化镓液相外延方法主要有浸渍法、转动法和滑动舟法，目前采用较多的是滑动舟法。气相外延主要有：Ga-PC1₃-H₂;Ga-HCl-PH₃-H₂；GaP-H₂O（HCl）-H₂系统和MOCVD法（金属有机热分解气相生长法）。

最近采用InP与InGaAsP多层结构半导体开发了具有光增幅、光演算、光记忆等功能的元件。

【安全性】应贮存在阴凉、通风、干燥、清洁的库房内，容器必须密封，不可与有毒物品和腐蚀性物品共贮混运。运输时要防雨淋和烈日曝晒。装卸时要小心轻拿轻放，严禁猛烈撞击，防止包装容器破裂。

装入玻璃安瓿，瓶口要密封，每瓶净重100g,0.5kg或lkg。外套木箱，箱与瓶之间用塑料圈垫实，每箱装12小瓶。

失火时，可用水、砂土、各种灭火器进行扑救。

2.磷化铟

【英文名】indium phosphide

【结构式】InP

【分子量】145.79

【物化性质】具有沥青光泽的深灰色晶体。熔点1070℃,熔点下离解压为2.75MPa。极微溶于无机酸。介电常数10.8，电子迁移率约4600cm²/(V·s),空穴迁移率约150cm²/(V·s)。具有半导体的特性。

【质量标准】国家标准《磷化锢单晶》GB/T 20230-2006

表1磷化铟单晶的导电类型、掺杂剂、电学参数

表2磷化铟单晶位错密度

表3磷化铟单晶片的几何参数

【用途】用作半导体材料，用于光纤通信技术，需要1.1～1.6um范围内的光源和接收器。在InP衬底上生长InGaAsP双异质结激光器既能满足晶格匹配，又能满足波长范围的要求。

【制法】用高压单晶炉制备磷化铟单晶是最主要的方法，并用掺等电子杂质的方法降低晶体的位错密度。而气相外延多采用In-PCI3-H2系统的歧化法，在该工艺中用铟(99.9999％）和三氯化磷(99.999％)之间的反应来生长磷化铟层。

气相外延将石英反应管放在双温区电炉中，已净化的高纯氢气经计量通入，氢气也用来稀释三氯化磷，此时鼓泡器保持在0℃，通过反应管内的氢气线速度为14cm/min。外延生长分为两个阶段进行。

在第一阶段，将盛有铟的石英舟放在电炉中源区，通入氢气并加热到700～850℃，再用氢气将三氯化磷引入，在铟源上方被还原成磷蒸气和氯化氢。氯化氢与铟反应生成一氯化铟蒸气在管中迁移。磷溶解在铟中直至饱和。

在第二阶段，铟源保持在原位置不加热，单晶衬底放在电炉的第二加温区后，在氢气气氛下加热到600～750℃。首先用氢气将三氯化磷引入到管内对衬底进行气相腐蚀，清洗衬底表面。再将氢气直接引入反应管，并把源加热到它的过饱和温度（在操作中此温度比衬底晶体的温度高100℃)。然后通过氢气鼓泡将三氯化磷引入，这时磷蒸气与在源区生成的一氯化铟反应，在衬底上淀积生长出磷化铟层。当外延生长完成后，向系统中通入纯氢气，将两个温区冷却到室温，取出产物，制得磷化铟成品。

【安全性】参见磷化镓。