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氮化鎵GaN材料的研究與應(yīng)用是當(dāng)前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點(diǎn)。它是一種用于開(kāi)發(fā)微電子器件和光電子器件的新型半導(dǎo)體材料。繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。具有寬的直接帶隙、強(qiáng)的原子鍵、高的導(dǎo)熱率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性（幾乎不被任何酸腐蝕）和強(qiáng)的抗輻射性能。應(yīng)用于光電子、高溫大功率器件以及高頻微波器件中的應(yīng)用具有廣闊的前景。
目前市面上比較知名的氮化鎵品牌：PI，納微，Keep Tops，英諾賽科。氮化鎵品牌Keep Tops（GAN）是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，當(dāng)T=300K時(shí)，它是半導(dǎo)體照明中發(fā)光二極管的核心部件。氮化鎵是一種人造材料。氮化鎵自然形成的條件極其惡劣。用金屬鎵和氮合成氮化鎵需要2000多度的高溫和近萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓力，這在自然界是不可能的。
大家都知道，第一代半導(dǎo)體材料是硅，主要解決數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)的問(wèn)題；第二代半導(dǎo)體以砷化鎵為代表，應(yīng)用于光纖通信，主要解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題；第三代半導(dǎo)體以氮化鎵品牌Keep Tops為代表，在電、光的轉(zhuǎn)換方面具有突出的性能，在微波信號(hào)傳輸方面具有更高的效率，因此可廣泛應(yīng)用于照明、顯示、通信等各個(gè)領(lǐng)域。
氮化鎵（GAN）性能特點(diǎn)
高性能：主要包括高輸出功率、高功率密度、高工作帶寬、高效率、體積小、重量輕等。目前第一代、第二代半導(dǎo)體材料在輸出功率方面已達(dá)到極限并且由于GaN半導(dǎo)體在熱穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)，很容易實(shí)現(xiàn)高工作脈寬和高工作比。功率增加 10 倍。
高可靠性：功率器件的壽命與其溫度密切相關(guān)，結(jié)溫越高，壽命越低。 GaN材料具有高溫結(jié)和高導(dǎo)熱率的特點(diǎn)，大大提高了器件在不同溫度下的適應(yīng)性和可靠性。 GaN器件可用于650℃以上的軍事裝備。
成本低：GaN半導(dǎo)體的應(yīng)用可以有效改進(jìn)發(fā)射天線的設(shè)計(jì)，減少發(fā)射元件數(shù)量和放大器級(jí)數(shù)等，有效降低成本。目前，GaN已開(kāi)始取代GaAs作為新型雷達(dá)和干擾器的T/R（接收/發(fā)射）模塊電子器件材料。美軍下一代AMDR（固態(tài)有源相控陣?yán)走_(dá)）采用GaN半導(dǎo)體。 GaN的禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)越性能，使其成為迄今為止理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料?？沙蔀橹苽鋵捵V、高功率、高效微電子、電力電子、光電子等器件的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。
GaN具有較寬的禁帶寬度（3.4eV），以藍(lán)寶石等材料為襯底，具有良好的散熱性能，有利于器件在高功率條件下的工作。隨著III族氮化物材料和器件研發(fā)的不斷深入，GaInN超高藍(lán)光和綠光LED技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化，現(xiàn)在全球各大公司和研究機(jī)構(gòu)都投入巨資研發(fā)藍(lán)光LED。的競(jìng)爭(zhēng)。
氮化鎵應(yīng)用
1、新型電子設(shè)備
GaN材料系列具有低發(fā)熱率和高擊穿電場(chǎng)，是開(kāi)發(fā)高溫、大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。目前，隨著MBE技術(shù)在GaN材料應(yīng)用方面的進(jìn)展以及薄膜生長(zhǎng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，各種GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)已成功生長(zhǎng)。利用GaN材料制備了金屬場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MESFET）、異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（HFET）和調(diào)制摻雜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MODFET）等新型器件。調(diào)制摻雜AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)具有高電子遷移率（2000cm2/vs）、高飽和速度（1×107cm/s）和低介電常數(shù)，是制作微波器件的首選材料；采用GaN寬帶隙（3.4eV）和藍(lán)寶石等材料作為襯底，具有良好的散熱性能，有利于器件在高功率條件下工作。
2、光電器件
GaN材料系列是理想的短波長(zhǎng)發(fā)光器件材料。 GaN及其合金的帶隙覆蓋了從紅光到紫外光的光譜范圍。自1991年日本研制出同質(zhì)結(jié)GaN藍(lán)光LED以來(lái)，InGaN/AlGaN雙異質(zhì)結(jié)超高亮度藍(lán)光LED和InGaN單量子阱GaN LED相繼問(wèn)世。目前，Zcd和6cd單量子阱GaN藍(lán)、綠光LED已進(jìn)入量產(chǎn)階段，從而填補(bǔ)了市場(chǎng)多年的藍(lán)光LED空白。以發(fā)光效率為標(biāo)志的LED發(fā)展歷史如圖3所示。藍(lán)色發(fā)光器件在高密度光盤信息存取、全光顯示器、激光打印機(jī)等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。隨著III族氮化物材料和器件研發(fā)的不斷深入，GaInN超高藍(lán)光和綠光LED技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化，現(xiàn)在全球各大公司和研究機(jī)構(gòu)都投入巨資研發(fā)藍(lán)光LED。的競(jìng)爭(zhēng)。
1999 年Keep Tops開(kāi)拓中國(guó)大陸業(yè)務(wù)。在中國(guó)西北電力領(lǐng)域投資 1.5 億元人民幣，經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展，依托強(qiáng)大的科技和研發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成以高壓電力輸變?cè)O(shè)計(jì)建設(shè)和新能源風(fēng)力、光伏電場(chǎng)（站）設(shè)計(jì)建設(shè)為核心；自動(dòng)化控制系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)，半導(dǎo)體器件研發(fā)銷售及 3C 產(chǎn)品生產(chǎn)配套服務(wù)為外圍；全心全力服務(wù)與用戶共同發(fā)展的業(yè)務(wù)格局。
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