Die Bezeichnung III-V-Verbindungshalbleiter hängt mit der Gruppe des Periodensystems zusammen, aus dem diese Verbindungshalbleiter hergestellt werden. Zu der Hauptgruppe III des Periodensystems gehören Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Indium (In), zur Hauptgruppe V Phosphor (P), Stickstoff (N), Arsen (As) und Antimon (Sb). Als III-V-Verbindungshalbleiter sind Galliumarsenid (GaAs) und Indiumphosphid (InP) zu nennen. Diese Verbindungshalbleiter haben wesentlich kürzere Schaltgeschwindigkeiten gegenüber konventionellem Silizium (Si) und können bei höhere Spannungen arbeiten. Sie können daher in der Mikroelektronik und der Mikrowellentechnik bis hinauf zu 100 GHz eingesetzt werden.

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Aus Galliumarsenid (GaAs) werden integrierte Schaltungen für die Mikrowellentechnik, Infrarot-LEDs, Gun-Dioden und Optical Integrated Circuits (OIC) für die integrierte Optik hergestellt. Andere Hableiterverbindungen werden in der Optronik und Photonik eingesetzt. So in der photoelektrischen Sensorik, in optischen Sendern und Empfängern und in diversen anderen Komponenten.

Neben den III-V-Verbindungshalbleiter gibt es noch die IV-IV-Verbindungshalbleiter, die primär auf Silizium und Germanium basieren.