氮化鎵基發光二極體

氮化鎵（GaN）是一種寬頻隙化合物半導體材料（禁帶寬度為3.4eV），具有發射藍光、高溫、高頻、高壓、大功率和耐酸、耐鹼、耐腐蝕等特點，是繼鍺、矽和砷化鎵之後最主要的半導體材料之一，常用來製作發光二極體。氮化鎵基發光二極體在光學存儲、鐳射列印、高亮度發光二極體以及無線基站等應用領域具有明顯的競爭優勢。

矽和砷化鎵分別為傳統半導體材料第一代、第二代的代表。它們的發展推動了微電子技術、光電子技術的發展，以此為基礎的資訊技術給人類社會和生活帶來了翻天覆地的變化。但由於材料本身的限制，第一代、第二代半導體材料只能在 200℃以下的環境中工作，而且抗輻射、耐高壓擊穿性能以及發射可見光波長範圍都不能完全滿足現代電子技術發展對高溫、大功率、高頻、高壓以及抗輻射、能發射藍光的新要求。在這種情況下，新型電子器件材料的選擇推出了以GaN為代表的第三代半導體材料。

GaN作為第三代半導體材料的典型代表，具有禁帶寬度大、擊穿場強高、飽和電子遷移速率高、熱導率大、介電常數小、抗輻射能力強，以及良好的化學穩定性等優點，適合製作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件，與製作藍、綠和紫外發光器件和光探測器件。

但缺乏合適的襯底材料一直是GaN行業發展的瓶頸。目前常用的襯底材料為藍寶石，由於它的晶格失配為13%，熱失配34%，所以會使GaN外延層存在嚴重的品質問題，如雜質含量高、位元錯密度大、缺陷多、晶體完整性差等。

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