LED와 LD의 수명과 효율은 결정에 존재하는 결함의 밀도에 반비례하며, 이러한 결함의 밀도는 적당한 기판을 사용하거나, 기판의 표면을 적절하게 제어함으로써 줄일 수 있다. GaN성장시 원자 단위의 매끄러운 표면은 완충충 성장이나 질화처리를 함으로써 얻어질 수 있다. 이렇게 얻어진 원자 단위의 매끄러운 표면에 의해 기판과 박막상이의 계면 자유에너지가 감소하기 때문에 2D성장이 촉진된다. 사파이어(AI$_{2}$O$_{3}$(0001))기판을 사용한 GaN 왕충충성장과 진화처리에 대한 최적조건은 AFM(Atomic Force Microscope)측정 결과에 의해 결정되었다. AFM에 의해 얻어진 표면 평활도의 개념은 사파이어 기판을 사용한 GaN박막성장의 최적조건을 결정하는 데 있어서 높은 신뢰도를 가질 수 있다.