砷化镓生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同,砷化镓需要采用磊晶技术制造,这种磊晶圆的直径通常为4-6 英寸,比硅晶圆的12 英寸要小得多。磊晶圆需要特殊的机台,同时砷化镓原材料成本高出硅很多,最终导致砷化镓成品IC 成本比较高。磊晶目前有两种,一种是化学的MOCVD,一种是物理的MBE。
氮化镓GaN
在宽禁带半导体材料中,氮化镓(GaN)由于受到缺乏合适的单晶衬底材料、位错密度大等问题的困扰,发展较为缓慢,但进入90年代后,随着材料生长和器件工艺水平的不断发展,GaN半导体材料及器件的发展十分迅速,目前已经成为宽禁带半导体材料中耀眼的新星。
GaN半导体材料的应用首先是在发光器件领域取得重大突破的。1991年,日本日亚(Nichia)公司首先研制成功以蓝宝石为衬底的GaN蓝光发光二极管(LED),之后实现GaN基蓝、绿光LED的商品化。该公司利用GaN基蓝光LED和磷光技术,开发出了白光发光器件产品,具有高寿命、低能耗的特点。此外,还首先研制成功GaN基蓝光半导体激光器。
用GaN基高效率蓝绿光LED制作的超大屏幕全色显示,可用于室内室外各种场合的动态信息显示。高效率白光发光二极管作为新型高效节能固体光源,使用寿命超过10万小时,可比白炽灯节电5~10倍,达到了节约资源、减少环境污染的双重目的。目前,GaN基LED的应用十分广泛,您每天都可能会见到它的身影,在交通信号灯里、彩色视频广告牌上、小孩的玩具中甚至闪光灯里。GaN 基LED的成功引发了光电行业中的革命。GaN基蓝光半导体激光器主要用于制作下一代DVD,它能比现在的CD光盘提高存储密度20倍以上。