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| GaN LED | |
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GaN LED是屬於直接能隙之半導體材料， 其能隙為3.4ev， 而AlN為6.3ev， InN為2.0ev，將這幾種材料做成混晶時，可以將能隙從2.0ev連續改變到6.3ev，因此可以獲得從紫外線、紫光、藍光、綠光到黃光等範圍的顏色。[1]
目前最成功的GaN元件有高亮度藍光及綠光LED，因GaN高亮度藍光、綠光LED的開發成功，使得戶外全彩LED顯示器及LED交通號誌得以實現，各種LED的應用也更加廣泛。[2] 以高亮度藍光LED激發螢光物質（phospher）可以產生白光，其低耗電及高壽命的特性，未來有可能取代一般照明用的白熾燈泡，GaN LED的市場潛力十分雄厚。
GaN是極穩定、堅硬的高熔點材料，熔點約為1700℃，GaN具有高的電離度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（0.5或0.43）。在大氣壓力下，GaN晶體一般是六方纖鋅礦結構。它在一個無胞中有4個原子，原子體積大約為GaAs的一半。是研製微電子器件、光電子器件的新型半導體材料，並與SiC、金剛石等半導體材料一起，被譽為是繼第一代Ge、Si半導體材料、第二代GaAs、InP化合物半導體材料之後的第三代半導體材料。[3]因其硬度高，又是一種良好的塗層保護材料。下面我們來瞭解下GaN的化學特性、電學特性和光學特性。
1、GaN的化學特性 在室溫下，GaN不溶於水、酸和堿，而在熱的堿溶液中以非常緩慢的速度溶解。NaOH、H2SO4和H3PO4能較快地腐蝕品質差的GaN，可用於這些品質不高的GaN晶體的缺陷檢測。GaN在HCL或H2氣下，在高溫下呈現不穩定特性，而在N2氣下最為穩定。
2、GaN的電學特性 GaN的電學特性是影響器件的主要因素。未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型,最好的樣品的電子濃度約為4×1016/cm3。一般情況下所製備的P型樣品，都是高補償的。 據有關研究人員報告GaN最高遷移率資料在室溫和液氮溫度下分別為μn=600cm2/v·s和μn=1500cm2/v·s，相應的載流子濃度為n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。近年報導的MOCVD沉積GaN層的電子濃度數值為4×1016/cm3、<1016/cm3；等離子啟動MBE的結果為8×103/cm3、<1017/cm3。未摻雜載流子濃度可控制在1014～1020/cm3範圍。另外，通過P型摻雜工藝和Mg的低能電子束輻照或熱退火處理，已能將摻雜濃度控制在1011～1020/cm3範圍。
3、GaN的光學特性 人們關注的GaN的特性，旨在它在藍光和紫光發射器件上的應用。氮化鎵電晶體是直接帶隙半導體材料,在室溫下有很寬的帶隙(3.39eV)。它在光電子器件如藍光、紫外、紫光等光發射二極體和鐳射二極體方面有著重要的應用。作為第三代半導體材料的代表，氮化鎵（GaN）基材料可製成高效藍、綠光發光二極體和鐳射二極體LD（又稱雷射器），並可延伸到白光，將替代人類沿用至今的照明系統。氮化鎵（GaN）基材料奠定了解決白色發光二極體的基礎，並且氮化鎵藍光LED相關材料及器件廣泛應用於全色大螢幕顯示器，高亮度LED交通信號和指標燈，以氮化鎵為基礎的高亮度半導體LED具有體積小、壽命長、功耗低等優點，並向著高亮度、全彩色、大型化方向發展。
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