Epitaxiella skikt av LED-matrisen i fosforkonverterade (PC) lysdioder är vanligtvis konstruerade av galliumbaserade kristaller såsom indiumgalliumnitrid (InGaN). På grund av dess raka bandgap, som möjliggör effektiva optoelektroniska applikationer, har InGaN ökat i popularitet jämfört med andra halvledarmaterial. De mest effektiva vita lysdioderna som finns tillgängliga idag är byggda av InGaN. InGaN lysdioder kan producera ljus med effektiviteter över 200 lm/W, externa kvantverkningsgrader på mer än 60 procent och interna kvantverkningsgrader på mer än 70 procent.
På safir, kisel, kiselkarbid eller galliumnitrid kan inGaN epitaxiell tillväxt förekomma. Eftersom safir är det mest ekonomiska materialet för att stödja en relativt högkvalitativ GaN epitaxiell tillväxt, används det nästan enbart för att tillverka lysdioder nuförtiden. Men mer än 13 procent gittermissanpassning produceras av heteroepitaxial utveckling av GaN på safir, vilket leder till en hög dislokationstäthet i de epitaxiella skikten. Det finns fler svarta områden och minskad ljuseffekt när dislokationstätheten är stor. Å andra sidan är kiselkarbid (SiC) 4,5 gånger mer kompatibel med gallret av gaN än safir, vilket möjliggör mer ljusextraktion. SiC:s fysiska egenskaper uppvisar betydande bearbetningshinder, vilket är en av dess nackdelar.
Att odla GaN ovanpå GaN är en mer avancerad metod. Att i grunden ta itu med epitaxiella begränsningar som lattice mismatch och CTE mismatch är GaN-on-GaN-teknologi. Som ett resultat är det möjligt att tillverka enheter med hög genombrottsspänning med mycket tjocka lager av GaN som har en hög strålningseffektivitet.
