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氮化物襯底材料的研究與開發(fā)
（作者未知） 2010/5/26
氮化物襯底材料的研究與開發(fā)
寬帶隙的GaN基半導體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈。世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此領域的制高點。“氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景”文稿介紹了氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景的部分內(nèi)容。
GaN、AlN、InN及其合金等材，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進行評價要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是發(fā)展GaN基技術的重要目標。評價襯底材料要綜合考慮襯底與外延膜的晶格匹配、襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配、襯底與外延膜的化學穩(wěn)定性匹配、材料制備的難易程度及成本的高低的因素。InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應用的。自支撐同質(zhì)外延襯底的研制對發(fā)展自主知識產(chǎn)權的氮化物半導體激光器、大功率高亮度半導體照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的�！暗镆r底材料的評價因素及研究與開發(fā)”文稿介紹了氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā)的部分內(nèi)容。
氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景
GaN是直接帶隙的材料，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個數(shù)量級。因此，寬帶隙的GaN基半導體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。
1994年，日本的Nicha公司在GaN/Ａl2O3上取得突破，1995年，GaN器件第一次實現(xiàn)商品化。1998年，GaN基發(fā)光二極管LED市場規(guī)模為US$5.0億，2000年，市場規(guī)模擴大至US$13億。據(jù)權威專家的預計，GaN基LED及其所用的Ａl2O3襯底在國際市場上的市場成長期將達到50年之久。GaN基LED及其所用的Ａl2O3襯底具有獨特的優(yōu)異物化性能，并且具有長久耐用性。預計，2005年GaN基器件的市場規(guī)模將擴大至US$30億，GaN基器件所用的Ａl2O3襯底的市場規(guī)模將擴大至US$5億。
半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈：
（1）第一階段
第一階段（特種照明時代，2005年之前），其中有：儀器儀表指示；金色顯示、室內(nèi)外廣告；交通燈、信號燈、標致燈、汽車燈；室內(nèi)長明燈、吊頂燈、變色燈、草坪燈；城市景觀美化的建筑輪廓燈、橋梁、高速公路、隧道導引路燈，等等。
（2）第二階段
第二階段（照明時代，2005~2010年），其中有：CD、DVD、 H-DVD光存儲；激光金色顯示；娛樂、條型碼、打印、圖像記錄；醫(yī)用激光；開拓固定照明新領域，衍生出新的照明產(chǎn)業(yè)，為通用照明應用打下基礎，等等。
（3）第三階段
第三階段（通用照明時代，2010年之后），包括以上二個階段的應用，并且還全面進入通用照明市場，占有30~50%的市場份額。
到達目前為止（處于第一階段，特種照明時代），已紛紛將中、低功率藍色發(fā)光二極管(LED)、綠色LED、白光LED、藍紫色LED等實現(xiàn)了量產(chǎn)，走向了商業(yè)市場。高功率藍色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InN-GaN等，將會引發(fā)新的、 更加大的商機，例如，光存儲、光通訊等。實現(xiàn)高功率藍色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InN-GaN實用化，并且達到其商品化，這需要合適的襯底材料。因此，GaN材料及器件發(fā)展，需要尋找到與GaN匹配的襯底材料，進一步提高外延膜的質(zhì)量。
另外，就基礎研究和中長期計劃考慮，科技發(fā)展越來越需要把不同體系的材料結合到一起，即稱之為異質(zhì)結材料。應用協(xié)變襯底可以將晶格和熱失配的缺陷局限在襯底上，并且為開辟新的材料體系打下基礎。已提出了多種協(xié)變襯底的制備技術，例如，自支撐襯底、鍵合和扭曲鍵合、重位晶格過渡層，以及SOI和VTE襯底技術等。預計，在今后的10~20年中，大尺寸的、協(xié)變襯底的制備技術將獲得突破，并且廣泛應用于大失配異質(zhì)結材料生長及其相聯(lián)系的光電子器件制造。
世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財力和物力，并且以期望取得GaN基高功率器件的突破，居于此領域的制高點。
氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā)
GaN、AlN、InN及其合金等材料，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進行評價，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展GaN基技術的重要目標。
一、評價襯底材料綜合考慮因素
評價襯底材料要綜合考慮（未完，下一頁）
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