新型半導體材料的研究和突破,常常導致新的技術革命和新興產業的發展.以氮化鎵為代表的第三代半導體材料,是繼第一代半導體材料(以硅基半導體為代表)和第二代半導體材料(以砷化鎵和磷化銦為代表)之后,在近10年發展起來的新型寬帶半導體材料.  
    GaN半導體材料的商業應用研究開始于1970年,其在高頻和高溫條件下能夠激發藍光的獨特性質從一開始就吸引了半導體開發人員的極大興趣.但是GaN的生長技術和器件制造工藝直到近幾年才取得了商業應用的實質進步和突破.1992年被譽為GaN產業應用鼻祖的美國Shuji Nakamura教授制造了第一支GaN發光二極管(LED);1999年日本Nichia公司制造了第一支GaN藍光激光器,激光器的穩定性能相當于商用紅光激光器.從1999年初到2001年底,GaN基半導體材料在薄膜和單晶生長技術、光電器件方面的重大技術突破有40多個.由于GaN半導體器件在光顯示、光存儲、激光打印、光照明以及醫療和軍事等領域有著廣闊的應用前景,GaN器件的廣泛應用將預示著光電信息乃至光子信息時代的來臨.因此,以GaN為代表的第三代半導體材料被譽為IT產業新的發動機.近幾年世界各國政府有關機構、相關企業、以及風險投資公司紛紛加大了對GaN基半導體材料及其器件的研發投入和支持.美國政府2002年要求用于GaN相關研發的財政預算超過5500萬美元.通用、飛利浦、Agilent等國際知名公司都已經啟動了大規模的GaN基光電器件商用開發計劃.風險投資機構同樣表現出很大的興趣,近三年內向該領域總計投入了約5億美元的資金.
    以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體材料,內、外量子效率高,具有高發光效率、高熱導率、耐高溫、抗輻射、耐酸堿、高強度和高硬度等特性,是世界上目前最先進的半導體材料.它的研究開發,不僅會帶來IT行業數字化存儲技術的革命,也將徹底改變人類傳統照明的歷史.  
    氮化鎵材料可制成高效藍、綠光發光二極管LED和激光二極管LD(又稱激光器),并可延伸到白光LED,用高效率藍綠光發光二極管制作的超大屏幕全色顯示,可用于室內室外各種場合的動態信息顯示,使超大型、全平面、高清晰、無輻射、低功耗、真彩色大屏幕在顯示領域占有更大的比重.高效率白光發光二極管作為新型高效節能固體光源,使用壽命超過10萬小時,可比白熾燈節電5-10倍,達到了節約資源、減少環境污染的雙重目的.藍光半導體激光器用于制作下一代DVD,可比現在的CD光盤提高存儲密度20倍以上.另一方面,氮化鎵材料寬帶隙的特點也保證了它在高溫、大功率以及紫外光探測器等半導體器件方面的應用前景,它具有高可靠性、高效率、快速響應、長壽命、全固體化、體積小等優點,在宇宙飛船、火箭羽煙探測、大氣探測、火災等領域內也將發揮重大作用.  
    預計在未來10年里,氮化鎵材料將成為市場增幅最快的半導體材料,到2006年將達到30億美元的產值,占化合物半導體市場總額的20%.同時,作為新型光顯示、光存儲、光照明、光探測器件,可促進上千億美元相關設備、系統的新產業的形成.  
    我國政府高度重視第三代半導體材料的研究與開發,氮化鎵基半導體材料及器件被列為國家“超級863”計劃項目.中科院半導體所是我國著名半導體材料及器件的研究機構,該所“國家光電子工藝中心”承擔了國家“863”計劃項目“藍光LED研制和產業化技術”.其藍光發光二極管和藍光激光器的設計、制備與工藝技術均處于國內頂尖水平.最近,深圳方大集團股份有限公司與中科院半導體研究所、南昌大學和深圳大學分別簽署了第三代半導體材料及器件科研成果產業化協議,方大集團首期將投資8千萬元,形成年產1.2億只藍光發光二極管的生產能力.
    作為一種化合物半導體材料,GaN材料具有許多硅基半導體材料所不具備的優異性能,包括能夠滿足大功率、高溫高頻和高速半導體器件的工作要求.其中GaN區別于第一和第二代半導體材料最重要的物理特點是具有更寬的禁帶,可以發射波長比紅光更短的藍光
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