Ⅲ族氮化物是第三代半导体材料的典型代表,包括氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)、氮化铝(AlN)以及它们的三元和四元合金,又被称为GaN基半导体材料。

   Ⅲ族氮化物主要有3种晶体结构(如图2-1所示):纤锌矿(六方相)、岩盐矿ADV7123JSTZ240和闪锌矿(立方相)结构。通常情况下,在自然界中只能观察到纤锌矿和闪锌矿结构,而岩盐矿结构只有在极端高压的情况下才会出现。

   纤锌矿结构是热力学稳定相,而闪锌矿结构是亚稳定相,高温下呈现不稳定性,因此有关Ⅲ族氮化物极性面生长的研究主要基于纤锌矿结构。这两种结构基本类似,每个Ⅲ(V)族原子都与最近邻的4个Ⅴ(Ⅲ)族原子成键,组成四面体结构,区别在于它们的密排原子面的堆垛顺序不同,如图⒉2所示,对于纤锌矿结构,(0001)晶面在<001>晶向的堆垛顺序为ABABAB,由两套六角密排子沿c轴平移5c/8套构而成;对于闪锌矿结构,(111)晶面在<111>晶向的堆垛顺序为ABCABC,由两套面心立方结构沿体对角线方向平移1/4对角线长度套构而成。