Las capas epitaxiales del troquel de LED en los LED convertidos con fósforo (PC) se construyen comúnmente con cristales a base de galio, como el nitruro de indio y galio (InGaN). Debido a su banda prohibida directa, que permite aplicaciones optoelectrónicas efectivas, la popularidad de InGaN ha aumentado en relación con otros materiales semiconductores. Los LED blancos más efectivos disponibles en la actualidad están construidos con InGaN. Los LED InGaN son capaces de producir luz con eficacias de más de 200 lm/W, eficiencias cuánticas externas de más del 60 por ciento y eficiencias cuánticas internas de más del 70 por ciento.
En zafiro, silicio, carburo de silicio o nitruro de galio, puede ocurrir un crecimiento epitaxial de inGaN. Dado que el zafiro es el material más económico para soportar un crecimiento epitaxial de GaN de calidad relativamente alta, hoy en día se usa casi exclusivamente para fabricar LED. Sin embargo, el desarrollo heteroepitaxial de GaN sobre zafiro produce un desajuste de red superior al 13 por ciento, lo que conduce a una alta densidad de dislocaciones en las capas epitaxiales. Hay más áreas negras y una eficacia luminosa reducida cuando la densidad de dislocación es grande. Por otro lado, el carburo de silicio (SiC) es 4,5 veces más compatible con la red de gaN que el zafiro, lo que permite una extracción más ligera. Las características físicas de SiC presentan considerables obstáculos de procesamiento, lo cual es uno de sus inconvenientes.
El cultivo de GaN sobre GaN es un método más avanzado. Fundamentalmente, abordar las restricciones epitaxiales como la falta de coincidencia de celosía y la falta de coincidencia de CTE es la tecnología GaN-on-GaN. Como resultado, es posible fabricar dispositivos de alto voltaje de ruptura con capas muy gruesas de GaN que tienen una alta eficiencia radiativa.
