GaN单晶的熔点高达2300℃，而分解温度只有900℃，采用熔融法制备单晶需要极高的压力平衡条件，因此GaN单晶生长难度很大。虽然目前已经有几种GaN体晶生长方法(如氨热法、高压生长法和钠融法)，但总的来说，GaN单晶生长还处于初步发展阶段，在大尺寸单晶获取方面没有取得技术突破。自然界中也不存在GaN单晶材料，目前用于器件产品研制的GaN材料都是通过异质外延生长的方法得到的，所用的衬底材料主要有蓝宝石、SiC和Si。与蓝宝石和Si相比，SiC的热导率最高，因此目前的研究产品主要采用SiC衬底。主要的GaN外延生长技术有金属有机物化学气相淀积( MOCVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)。MOCVD技术是一种气相外延生长技术，生长的主要过程简单描述为:把反应原材料以气相方式输运至反应室内，原材料在加热的反应室气氛中化合生成所需的半导体分子，并沉积在衬底材料上形成所需半导体薄膜材料。 MOCVD技术生长Ⅲ族氮化物常用的原材料中Ⅲ族元素由Ⅲ族金属有机物源(简称MO源)提供，一般是烷基化合物，如三甲基镓(TMGa，Ga(CH3)3)、三乙基镓(TEGa，Ga(C2H5)3)、三甲基铝(TMAl，Al(CH3)3)等，N源由NH3提供，输运气体(常称载气)通常为H2。
MOCVD和MBE技术可以精确控制外延材料的组分、厚度、掺杂浓度等特性，有利于生长超薄层、陡界面的材料结构，如超晶格、量子阱以及其他低维结构，相比之下，HVPE技术在这方面有所不足。而且MOCVD易于操作，技术成熟，工艺重复性好，具有批量生产能力，是当前GaN基Ⅲ族半导体材料生长的主流技术。
