未来氮化镓又会有着怎样的机遇？

氮化镓一直是永不落伍的热点话题，只是因为它与我们的生活息息相关，那是因为我们的日常更是离不开半导体技术，比如说：电器、手机、电脑以及各种电子设备等都需要半导体来实现，由此更能看出，半导体材料的未来前景更是一片光明，目前最新的半导体材料还是GaN，本文带各位了解2020年的氮化镓（GaN）又会有着怎样的机遇？

简述GaN概念：

氮化镓，化学式GaN，最直白的解释就是氮和镓的化合物，是一种直接能隙的半导体。此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器（Diode-pumped solid-state laser）的条件下，产生紫光（405nm）激光。

GaN的分类以及应用：

GaN器件可大致分为功率器件和射频器件两类。在细分下去功率器件方面可以应用到无线充电件、电源开关、LiDAR、逆变器这几个领域；同样射频器件可以应用到基站、卫星、雷达这三方面的领域中。

GaN又有何优缺点？

①禁带宽度大（3.4eV），热导率高（1.3W/cm-K），则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强；

②导带底在Γ点，而且与导带的其他能谷之间能量差大，则不易产生谷间散射，从而能得到很高的强场漂移速度（电子漂移速度不易饱和）；

③GaN易与AlN、InN等构成混晶，能制成各种异质结构，已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的2-DEG（因为2-DEG面密度较高，有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素）；

④晶格对称性比较低（为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构），具有很强的压电性（非中心对称所致）和铁电性（沿六方c轴自发极化）：在异质结界面附近产生很强的压电极化（极化电场达2MV/cm）和自发极化（极化电场达3MV/cm），感生出极高密度的界面电荷，强烈调制了异质结的能带结构，加强了对2-DEG的二维空间限制，从而提高了2-DEG的面密度（在AlGaN/GaN异质结中可达到1013/cm2，这比AlGaAs/GaAs异质结中的高一个数量级），这对器件工作很有意义。

总之，从整体来看，GaN的优点弥补了其缺点，特别是通过异质结的作用，其有效输运性能并不亚于GaAs，而制作微波功率器件的效果（微波输出功率密度上）还往往要远优于现有的一切半导体材料。

未来GaN又该如何发展？

氮化镓是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，在光电子、激光器、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。

氮化镓材料的发展有何难题？

一是如何获得高质量、大尺寸的GaN籽晶，因为直接采用氨热方法培育一个两英寸的籽晶需要几年时间

二是氮化镓产业链尚未完全形成。

总结：

随着国家对第三代半导体材料的重视，近年来，我国半导体材料市场发展迅速。以氮化镓为主的材料更是备受关注。尽管如此，但产业难题仍待解决，如我国材料的制造工艺和质量并未达到世界顶级，材料制造设备依赖于进口严重，氮化镓材料和器件方面产业链尚未形成等，这些问题需逐步解决，方可让国产半导体材料屹立于世界顶尖行列。