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GaN属III-V族氮化物材料,是一种极稳定的化合物,又是坚硬的高熔点材料(熔点约为1700℃)。通常条件下,GaN以六方对称性纤锌矿2H结构存在, 它在一个元胞中有4个原子,原子体积大约为GaAs的一半。但在一定条件下也能以立方对称性的闪锌矿3C结构存在。从晶体学上讲,两种结构的主要区别在于沿(111)晶向原子 a =0.3189n c = 0.5185nm;立方GaN的晶格常数公认的数值为 0.452nm 左右。Ga溶于水、酸和碱,而在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解。
GaN材料中的位错不会显著降低其光学和电学性能。GaN蓝光LED普遍使用的衬底材料是蓝宝石,虽然衬底与GaN外延层之间存在的晶格失配和热失配。若用GaN做成其它器件,如激光器二极管或是大面积、大功率器件,如此高的位错密度就对此类器件非常有害的。另外,虽然蓝宝石能进行多种加工,但其固有的性质会影响到外延材料的性质。GaN异质外延,其质量受衬底的影响很大,衬底材料的选择,一般认为晶格匹配是决定性因素。科研工作者对大量的材料进行过GaN生长,包括绝缘的金属氧化物、金属、金属氮化物和其它的半导体材料。除了晶格常数以外,材料的晶体结构、表面性、组成、稳定性、化学性能和电学性能也是决定其是否能做衬底的重要因素,因为它们会严重影响外延层的性能。GaN的晶体方向、极性、表面形貌、应力和缺陷浓度由所采用的衬底决定,也就是衬底的性能会终决定器件的性能。
高可靠性:功率器件的寿命与其温度密切相关,结温越高,寿命越低。 GaN材料具有高温结和高导热率的特点,大大提高了器件在不同温度下的适应性和可靠性。