氮化物衬底材料的研究与开发
氮化物衬底材料的研究与开发
宽带隙的 GaN 基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器，以及高温微电子器件方
面显示出广阔的应用前景；对环保，其还是很适合于环保的材料体系。半导体照明产业发展分
类所示的若干主要阶段，其每个阶段均能形成富有特色的产业链。世界各国现在又投入了大量
的人力、财力和物力，以期望取得 GaN 基高功率器件的突破，并且居于此领域的制高点。“氮
化物衬底材料与半导体照明的应用 ”前景 文稿介绍了氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景
的部分内容。
GaN、AlN、InN 及其合金等材，是作为新材料的 GaN 系材料。对衬底材料进行评价要就
衬底材料综合考虑其因素，寻找到更加合适的衬底是发展 GaN 基技术的重要目标。评价衬底
材料要综合考虑衬底与外延膜的晶格匹配、衬底与外延膜的热膨胀系数匹配、衬底与外延膜的
化学稳定性匹配、材料制备的难易程度及成本的高低的因素。InN 的外延衬底材料就现在来讲
有广泛应用的。自支撑同质外延衬底的研制对发展自主知识产权的氮化物半导体激光器、大功
率高亮度半导体照明用 LED，以及高功率微波器件等是很重要的。“氮化物衬底材料的评价因
”素及研究与开发 文稿介绍了氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发的部分内容。
氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景
GaN 是直接带隙的材料，其光跃迁几率比间接带隙的高一个数量级。因此，宽带隙的
GaN 基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器，以及高温微电子器件方面显示出广
阔的应用前景；对环保，其还是很适合于环保的材料体系。
1994 年，日本的 Nicha 公司在GaN/Ａl2O3 上取得突破，1995 年，GaN 器件第一次实现
商品化。1998 年，GaN 基发光二极管 LED 市场规模为 US$5.0 亿，2000 年，市场规模扩大至
US$13 亿。据权威专家的预计，GaN 基LED 及其所用的Ａ l2O3 衬底在国际市场上的市场成长
期将达到 50 年之久。GaN 基LED 及其所用的Ａ l2O3 衬底具有独特的优异物化性能，并且具有
长久耐用性。预计，2005 年GaN 基器件的市场规模将扩大至 US$30 亿，GaN 基器件所用的Ａ
l2O3 衬底的市场规模将扩大至 US$5 亿。
半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段，其每个阶段均能形成富有特色的产业链：
（1 ）第一阶段
第一阶段（特种照明时代，2005 年之前），其中有：仪器仪表指示；金色显示、室内外
广告；交通灯、信号灯、标致灯、汽车灯；室内长明灯、吊顶灯、变色灯、草坪灯；城市景观
美化的建筑 轮廓灯、桥梁、高速公路、隧道导引路灯，等等。
（2 ）第二阶段
第二阶段（照明时代，2005~2010 年），其中有：CD、DVD 、H-DVD 光存储；激光金色
显示；娱乐、条型码、打印、图像记录；医用激光；开拓固定照明新领域，衍生出新的照明产
业，为通用照明应用打下基础，等等。
（3 ）第三阶段
第三阶段（通用照明时代，2010 年之后），包括以上二个阶段的应用，并且还全面进入
通用照明市场，占有30~50% 的市场份额。
到达目前为止（处于第一阶段，特种照明时代），已纷纷将中、低功率蓝色发光二极管
(LED)、绿色LED、白光LED、蓝紫色 LED 等实现了量产，走向了商业市场。高功率蓝色发光
二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段 InN-GaN 等，将会引发新的、 更加大的商机，例
如，光存储、光通讯等。实现高功率蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段 InN-
GaN 实用化，并且达到其商品化，这需要合适的衬底材料。因此，GaN 材料及器件发展，需要
寻找到与 GaN 匹配的衬底材料，进一步提高外延膜的质量。
摘要：
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氮化物衬底材料的研究与开发宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器，以及高温微电子器件方面显示出广阔的应用前景；对环保，其还是很适合于环保的材料体系。半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段，其每个阶段均能形成富有特色的产业链。世界各国现在又投入了大量的人力、财力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此领域的制高点。“氮化物衬底材料与半导体照明的应用”前景文稿介绍了氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景的部分内容。GaN、AlN、InN及其合金等材，是作为新材料的GaN系材料。对衬底材料进行评价要就衬底材料综合考虑其因素，寻找到更加合适的衬底是发展GaN基技术的...
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作者：闻远设计
分类：土木建筑化工水利
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