GaN基发光资料的成长和器材结构的制备，而未来资料和器材结构技能的水平也终将决议技能的高度。本章节将要点环绕GaN基资料及器材而衍生出设备、源资料、器材规划、芯片技能、芯片使用等环节打开剖析。
在当时无法制备大块GaN单晶资料的情况下，MOCVD即金属有机物化学气相堆积设备仍是GaN资料异质外延最关键设备。当时商用MOCVD设备商场首要由世界两大巨子把握，在此局势我国MOCVD仍取得较大展开，而且呈现48片机。但咱们仍需求认识到国内MOCVD的缺陷。关于MOCVD，一般来说，研讨型设备的要点是温度操控，商业化设备是均匀性、重复性等。在低温下，能够成长高In组分InGaN，合适氮化物系统资料在橙黄光、红光、红外等长波长的使用，使氮化物使用包含整个白光范畴;而在1200oC-1500oC高温下，能够成长高Al组分的AlGaN，使得氮化物使用扩展到紫外范畴和功率电子器材范畴，使用规模取得更大的扩展。现在国外现已具有1600oC高温MOCVD设备，可制备出高功能紫外LED和功率器材。我国MOCVD仍需长时间展开，扩展MOCVD的温度操控规模;关于商用设备不只要前进功能，更要确保均匀性和规模化。
源资料首要包含各种气体资料、金属有机物资料、基板资料等。其间，基板资料是重中之重，直接约束外延薄膜质量。现在，GaN基LED的衬底越来越多元化，SiC、Si以及GaN等衬底技能逐步前进，部分衬底从2英寸向3英寸、4英寸乃至6英寸、8英寸等大尺度展开。但归纳来看，当时性价比最高的仍是蓝宝石;SiC功能优越但价格昂贵;Si衬底的价格、尺度优势以及与传统集成电路技能联接的引诱使得Si衬底仍然是当下最有远景的技能道路之一。GaN衬底仍需在前进尺度和下降价格方面下功夫，以便未来在高端绿光激光器和非极性LED使用方面大显神通;金属有机物资料从依靠进口到自主出产，有了很大的展开;其他气体资料也取得长足前进。总归，我国在源资料范畴取得很大展开。
外延，即器材结构的取得进程，是最具有技能含量的工艺过程，直接决议LED的内量子功率。现在半导体照明芯片绝大多数选用多量子阱结构，详细技能道路往往受制于衬底资料。而蓝宝石衬底遍及选用图形衬底(PSS)技能，下降外延薄膜的为错密度前进内量子功率，一起也前进光的出取功率。未来PSS技能仍是重要的衬底技能，且图形尺度逐步向纳米化方向展开。而使用GaN同质衬底能够采纳非极性面或半极性面外延成长技能，部分消除极化电场引起的量子斯塔克效应，在绿光、黄绿光、红橙光GaN基LED使用方面具有十分重要的含义。别的，当时的外延遍及是制备单发光波长量子阱，选用恰当外延技能，能够制备多波长发射的LED，即单芯片白光LED，这也是很有远景的技能道路之一。其间，具有代表性的如用InGaN量子阱中相别离，完成了高In组分InGaN黄光量子点和蓝光量子阱组合宣布白光。此外，还有使用多重量子阱发光完成宽光谱发光形式，以此完成单芯片白光输出，可是该白光的显色指数还比较低。无荧光粉单芯片白光LED是很具吸引力的展开方向，如果能完成高功率和高显色指数，将会改动半导体照明的技能链。
在量子阱结构方面，引进电子阻挠层阻挠电子走漏前进发光功率现已成为LED外延结构的惯例办法。此外，优化量子阱的势垒和势阱仍将是重要工艺环节，怎么调理应力，完成能带裁剪，能够制备不同发光波长的LED。在芯片覆盖层方面，怎么前进p型层的资料质量、p型层空穴浓度、导电功能和处理大电流下droop效应仍然是燃眉之急。
在芯片工艺方面，怎么前进光提取功率并得到更好的散热计划成为芯片规划的宗旨，并相应研发了笔直结构、外表粗化、光子晶体、倒装结构、薄膜倒装结构(TFFC)、新式通明电极等技能。其间，薄膜倒装结构使用激光剥离、外表粗化等技能，能够较大起伏前进出光功率。
针对蓝光LED激起黄色荧光粉的白光LED技能计划较低的荧光转化功率，RGB多芯片白光和单芯片无荧光粉白光成为未来白光LED的首要技能趋势，功率较低的绿光LED则成为RGB多芯片白光的首要约束要素，未来半极性或非极性绿光LED将成为重要的展开趋势。在处理白光LED显色方面，可使用紫光或紫外LED激起RGB三色荧光粉，取得高显色白光LED技能，但必定献身一部分功率。现在，紫光或紫外光芯片功率现已取得很大前进，日亚化学公司出产的365nm波长紫外LED外量子功率现已挨近50%。未来紫外LED将取得更多使用，且无其它紫外发光系统资料替代，展开远景十分巨大。一些发达国家已纷繁投入很多人力、物力展开UVLED的研讨。而氮化物的红光红外光波段使用，除了环境之外，无论是价格仍是功能都难以与砷化物竞赛，因此远景不是很明亮。
依据以上论述可知，环绕半导体照明的上游资料及设备现已取得很大的展开，尤其在功率方面，蓝光波段现已挨近抱负功率，芯片在半导体照明灯具的价格比也大起伏下降，未来半导体照明将从光的功率向光质量方向展开，这要求芯片资料突破蓝光范畴，一起向长波长和短波长方向展开，而绿光、紫光和紫外光LED芯片将是研讨要点。