以GaN为代表的III-V族化合物及其三元、四元系材料因其良好的物理、化学性质被广泛的应用于光电和微电子器件，如照明和颜色显示的白光或彩色LED，可用于信息存储和激印的蓝紫光激光器，以及UV探测器和高频高功率的晶体管等。但目前的器件制备多采用Al2O3、SiC、ZnO等异质衬底，与GaN之间存在很大的晶格失配和热失配，造成器件样品的生长中存在高位错密度、开裂、弯曲等问题，极大影响器件性能的提高。进一步提高和研制新型氮化物半导体激光器、大功率高亮度半导体照明用LED、高功率微波器件等，其必经之路是使用低缺陷密度和可控电学特性的氮化物同质衬底材料。 实现半导体照明进入普通照明市场，要实现白光。目前半导体照明实现白光的主要技术路线有三个：三基色发光二极管混合白光、蓝色发光二极管激发黄色荧光粉、紫外发光二极管激发三基色荧光粉。三种技术方案各有优缺点：第一种方案结构简单、发光效率高、颜色可调，缺点是空间混色困难、颜色随温度变化；第二种方案效率较高、结构简单、比较成熟，缺点是显色特性不好；第三种方案显色特性好，缺点是紫外发光二极管技术难道大、三基色荧光粉特性不稳定，可靠性有待研究。不管那一种，其核心是LED芯片。利用GaN同质衬底是将来生长制备高质量LED芯片的主流技术。同质衬底结构的GaN基LED相较于异质结构有以下几个优点，衬底和外延层之间无晶格失配和热失配，有效降低了器件的缺陷密度，提高器件性能，GaN可导电，使用同质衬底允许电极置于芯片两侧，实现垂直结构LED，芯片尺寸减半，降低成本；衬底与外延层材料相同，便于解理。GaN的热导率较好，大约为蓝宝石的5倍，在大面积大功率器件中有利于解决散热问题。基于以上原因，GaN衬底的研究引起了国际性的广泛关注．．．．． （未完，全文敬请下载２００９年第７期电子杂志阅读。） 作者简介： 赵璐冰，博士，毕业于北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心，从事III-V族氮化物半导体材料生长及表征，主要研究方向为氢化物气相外延法生长GaN同质衬底。 全文敬请下载２００９年第７期电子杂志阅读。
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