Ⅲ族氮化物是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表,包括氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)、氮化鋁(AlN)以及它們的三元和四元合金,又被稱為GaN基半導(dǎo)體材料。

   Ⅲ族氮化物主要有3種晶體結(jié)構(gòu)(如圖2-1所示):纖鋅礦(六方相)、巖鹽礦ADV7123JSTZ240和閃鋅礦(立方相)結(jié)構(gòu)。通常情況下,在自然界中只能觀察到纖鋅礦和閃鋅礦結(jié)構(gòu),而巖鹽礦結(jié)構(gòu)只有在極端高壓的情況下才會(huì)出現(xiàn)。

   纖鋅礦結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)穩(wěn)定相,而閃鋅礦結(jié)構(gòu)是亞穩(wěn)定相,高溫下呈現(xiàn)不穩(wěn)定性,因此有關(guān)Ⅲ族氮化物極性面生長(zhǎng)的研究主要基于纖鋅礦結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)基本類似,每個(gè)Ⅲ(V)族原子都與最近鄰的4個(gè)Ⅴ(Ⅲ)族原子成鍵,組成四面體結(jié)構(gòu),區(qū)別在于它們的密排原子面的堆垛順序不同,如圖⒉2所示,對(duì)于纖鋅礦結(jié)構(gòu),(0001)晶面在<001>晶向的堆垛順序?yàn)锳BABAB,由兩套六角密排子沿c軸平移5c/8套構(gòu)而成;對(duì)于閃鋅礦結(jié)構(gòu),(111)晶面在<111>晶向的堆垛順序?yàn)锳BCABC,由兩套面心立方結(jié)構(gòu)沿體對(duì)角線方向平移1/4對(duì)角線長(zhǎng)度套構(gòu)而成。