國內對GaN材料的研究開展得較晚,跟國際上的高水平相比有著較大的差距,但近年來也取得了顯著的進展,目前藍光發(fā)光二極管已有實驗室樣品,并且正在走向產(chǎn)業(yè)化。綠光、紫光二極管也已制出樣管。白光二極管的制造技術也將一步步走向成熟。
襯底對Ⅲ族氮化物的極性及極化作用的影響很重要。的外延膜所需的化學反應和條件與晶體的極性有關。在很多情況下,襯底決定外延材料晶體的極性、應力大小與種類(張應力或壓應力),以及極化效應的程度。用不同的外延生長技術,可以對這些性能進行適當?shù)恼{整,如用藍寶石襯底,可以生長任一極性的GaN膜。外延在異質襯底如藍寶石和SiC上的GaN失配位錯和線性位錯密度一般為,而Si的同質外延的位錯密度接近于零,GaAs同質外延的密度為 ,GaN中其它的晶體缺陷還包括反向疇晶界、堆垛層錯。這些缺陷可以作為非輻射復合中心,會在帶隙中引入能量態(tài)和降低少數(shù)載流子的壽命。雜質在線性位錯的附近擴散比在體材料中更迅速,導致了雜質的不均勻分布,因而降低p-n結的陡峭性。由于GaN高的壓電常數(shù),在線性位錯周圍的本征應力導致電勢和電微小的變化。這類缺陷一般不是均勻分布,因此此類材料或由此類材料制成的器件的電學性能和光學性能也就不均勻。缺陷會提高器件的閾值電壓和反向漏電流,減少異質結場效應晶體管面載流子濃度,降低載流子遷移率和熱導率。這些不利效應將射頻理想性能的復雜結構的、大面積大功率器件的制備。不管選擇什么襯底,襯底的許多不足之處如晶體質量及與GaN的結合性差等可以通過適當?shù)谋砻嫣幚淼玫礁纳?,如氮化、沉積低溫AlN或GaN緩沖層、插入多層低溫緩沖層,側向外延,懸空外延及其它技術。通過此類技術的使用,可以降低GaN外延層的位錯密度。
氮化鎵具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的導熱性、良好的化學穩(wěn)定性、強的抗輻射性、高的內、外量子效率、高的發(fā)光效率、高的強度和硬度。其耐磨性接近金剛石)。這種特性和特性可以制成率的半導體發(fā)光器件--發(fā)光二極管(即發(fā)光二極管)和激光器(簡稱LD)。并可擴展到白光LED和藍光LD。耐磨性接近金剛石的特性將有助于開啟觸摸屏、太空載具以及射頻(RF)MEMS等需要高速、高振動技術的新應用。