氮化镓基发光二极管

氮化镓（GaN）是一种宽带隙化合物半导体材料（禁带宽度为3.4eV），具有发射蓝光、高温、高频、高压、大功率和耐酸、耐碱、耐腐蚀等特点，是继锗、硅和砷化镓之后最主要的半导体材料之一，常用来制作发光二极管。氮化镓基发光二极管在光学存储、激光打印、高亮度发光二极管以及无线基站等应用领域具有明显的竞争优势。

硅和砷化镓分别为传统半导体材料第一代、第二代的代表。它们的发展推动了微电子技术、光电子技术的发展，以此为基础的信息技术给人类社会和生活带来了翻天覆地的变化。但由于材料本身的限制，第一代、第二代半导体材料只能在 200℃以下的环境中工作，而且抗辐射、耐高压击穿性能以及发射可见光波长范围都不能完全满足现代电子技术发展对高温、大功率、高频、高压以及抗辐射、能发射蓝光的新要求。在这种情况下，新型电子器件材料的选择推出了以GaN为代表的第三代半导体材料。

GaN作为第三代半导体材料的典型代表，具有禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子迁移速率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强，以及良好的化学稳定性等优点，适合制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件，与制作蓝、绿和紫外发光器件和光探测器件。

但缺乏合适的衬底材料一直是GaN行业发展的瓶颈。目前常用的衬底材料为蓝宝石，由于它的晶格失配为13%，热失配34%，所以会使GaN外延层存在严重的质量问题，如杂质含量高、位错密度大、缺陷多、晶体完整性差等。

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