1樓：Arvin
優勢1:由於InN禁帶寬度0.7ev，GaN禁帶寬度3.
42ev，理論上通過能帶工程實現0.7-3.42ev可調。
根據禁帶寬度和光波長的公式，發光波長從紅外到紫外365nm都能實現。並且諸如全色微型顯示器之類的一些應用，要求所有畫素都由相同的材料構成，以便獲得具有小畫素尺寸的矩陣。
優勢2:對於同樣的紅光led，AlGaInP基LEDs已經可用，但是卻存在乙個致命的問題，AlGaInP同樣會存在效率急劇下降的問題，尤其到了綠光（550 nm ~ 590 nm，Green gap），會致使AlGaInP由直接間隙向間接帶隙轉變，對應帶隙2.23ev（555nm）實際上，AlGaInP不適合製備發光波長位於570 nm以下的LED發光器件。
相反，由於氮化物基半導體很好地覆蓋了紅光波長範圍，並能一直保持直接帶隙，理論上能夠實現全波段的高效發光，因此用氮化物基半導體瞄準紅色LED是有信心的。
優勢3:從環保方面來說，AlGaInP在生長過程中用到的P源含有劇毒，因此不適合可持續發展戰略。因此，使用III族氮化物InGaN材料的白光固態照明解決550 nm以上波長範圍實現白光固態照明才是高效、節能、綠色、環保的照明光源的首選。
但是，雖然InGaN擁有這麼多優點，仍然有各種問題和挑戰。對於InGaN，發光效率最高的仍在藍光部分，其效率高達95 %。綠光和黃光的發光效率也就不過百分之30多，尤其到了紅光，在今年以前的工作，其外量子效率還不達5 %...
直到江鳳益[1]等人基於矽稱底氮化矽技術，引入了銦鎵氮紅光量子阱與黃光量子阱交替生長的方法，並結合V型坑技術，緩解了紅光量子阱中高In組分偏析問題，當發光波長分別為594，608和621時，發光波長分別為30.1 %，24.0 %以及16.
8 %。
[1] Zhang S, Zhang J, Gao J, et al. Efficient emission of InGaN-based light-emitting diodes: toward orange and red[J].
Photonics Research, 2020, 8(11): 1671-1675.
他們的工作放在這裡，有興趣可以去看。
接下來，我說一下InGaN的挑戰。
挑戰1：相分離。
In摻雜到25%以上的時候，外延的時候，就會因為晶格不匹配的情況，產生拉應力，將銦擠出表面，形成乙個個的銦凸起，造成相分離，是阻礙高效InGaN基長波長LEDs製備的根本原因。
挑戰2: 晶格失配。
II族氮化物的具體特徵之一是各種二元化合物具有彼此顯著不同的晶格常數。例如，對於a和c常數，GaN和AlN之間的晶格常數失配分別為2.5％和4.
1％。GaN和InN之間的失配更大，分別為10.7％和15.
0％；對於InN和AlN對，a和c常數的晶格常數失配接近13.6％和19.7％。
這種非常大的晶格失配意味著在應變成GaN的InGaN層中存在高水平的壓應力累積，如果該應力太大，則可能通過形成缺陷（例如V坑，溝槽）而發生鬆弛缺陷，錯配和螺紋錯位，以釋放累積的應力能。
挑戰3:極性的選擇和量子斯塔克效應。
為了避免量子斯塔克效應，使用非極性或半極性取向引起了人們極大興趣，由於表面化學鍵的變化，InGaN合金中的In摻入效率可能會根據晶體取向而顯著變化，半極性和非極性面的InGaN中Ｈ、O雜質的併入量會更高，而極性的InGaN薄膜表面通常比較粗糙。現在也有人用N面去做，效果也還不錯。
挑戰4:大注入電流下的效率下降。
LEDs droop效應的產生。
droop效應主要由兩個方面產生：1. 非輻射復合。
這些非輻射復合使得電子空穴復合不會產生光子，從而降低了器件發光效率。2.電子洩漏損失。
由於存在極化效應，低空穴注入，不對稱電極，電子過衝等原因，造成電子洩漏損失。
挑戰5: InGaN量子阱晶體質量的退化。
分為兩個方面：
1.晶格失配和低溫生長引起的晶體質量退化
In組分越高，阱、壘之間的晶格失配越大，這將導致高In組分InGaN量子阱中產生更多的位錯缺陷，從而嚴重影響量子阱的晶體質量。
2.ｐ型層的生長及退火過程對量子阱造成的損傷。
常規ndown結構LEDs的p-GaN和p-AlGaN的生長溫度（950 ℃以上）要遠高於其下方高In組分InGaN量子阱的生長溫度；而且，生長完p型層需要長時間退火來啟用Mg受主。因此，在p型層的生長和退火過程中，量子阱中會產生嚴重的熱堆積，發生In、Ga原子的互擴散、InGaN的分解等不可逆損傷。In組分越高，這種熱損傷就越嚴重。
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