GaN是極穩(wěn)定、堅(jiān)硬的高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)約為1700℃，GaN具有高的電離度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（0.5或0.43）。在大氣壓力下，GaN晶體一般是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。它在一個(gè)無胞中有4個(gè)原子，原子體積大約為GaAs的一半。是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，并與SiC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽(yù)為是繼第一代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。因其硬度高，又是一種良好的涂層保護(hù)材料。下面我們來瞭解下GaN的化學(xué)特性、電學(xué)特性和光學(xué)特性。
1、GaN的化學(xué)特性
在室溫下，GaN不溶于水、酸和堿，而在熱的堿溶液中以非常緩慢的速度溶解。NaOH、H2SO4和H3PO4能較快地腐蝕品質(zhì)差的GaN，可用于這些品質(zhì)不高的GaN晶體的缺陷檢測。GaN在HCL或H2氣下，在高溫下呈現(xiàn)不穩(wěn)定特性，而在N2氣下最為穩(wěn)定。
2、GaN的電學(xué)特性
GaN的電學(xué)特性是影響器件的主要因素。未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型,最好的樣品的電子濃度約為4×1016/cm3。一般情況下所制備的P型樣品，都是高補(bǔ)償?shù)摹?據(jù)有關(guān)研究人員報(bào)告GaN最高遷移率資料在室溫和液氮溫度下分別為μn=600cm2/v·s和μn=1500cm2/v·s，相應(yīng)的載流子濃度為n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。近年報(bào)導(dǎo)的MOCVD沉積GaN層的電子濃度數(shù)值為4×1016/cm3、<1016/cm3；等離子啟動(dòng)MBE的結(jié)果為8×103/cm3、<1017/cm3。未摻雜載流子濃度可控制在1014～1020/cm3范圍。另外，通過P型摻雜工藝和Mg的低能電子束輻照或熱退火處理，已能將摻雜濃度控制在1011～1020/cm3范圍。
3、GaN的光學(xué)特性
人們關(guān)注的GaN的特性，旨在它在藍(lán)光和紫光發(fā)射器件上的應(yīng)用。氮化鎵電晶體是直接帶隙半導(dǎo)體材料,在室溫下有很寬的帶隙(3.39eV)。它在光電子器件如藍(lán)光、紫外、紫光等光發(fā)射二極體和鐳射二極體方面有著重要的應(yīng)用。作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，氮化鎵（GaN）基材料可制成高效藍(lán)、綠光發(fā)光二極體和鐳射二極體LD（又稱雷射器），并可延伸到白光，將替代人類沿用至今的照明系統(tǒng)。氮化鎵（GaN）基材料奠定了解決白色發(fā)光二極體的基礎(chǔ)，并且氮化鎵藍(lán)光LED相關(guān)材料及器件廣泛應(yīng)用于全色大屏幕顯示器，高亮度LED交通信號(hào)和指標(biāo)燈，以氮化鎵為基礎(chǔ)的高亮度半導(dǎo)體LED具有體積小、壽命長、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，并向著高亮度、全彩色、大型化方向發(fā)展。
