GaN是一种优秀的宽带隙化合物半导体材料，具有宽的直接带隙，室温下禁带宽度为3.39eV；GaN具有强的原子键、高的热导性等性质以及强的热辐射、抗腐蚀能力，不仅是短波长电子材料也是高温半导体的换代材料。GaN在短波长光电器件领域及紫外波段的探测器研究方面备受重视。另外，GaN还具有优良的热稳定性、化学稳定性和高热导率、高击穿电压、高电子饱和速度等特点。因此，GaN材料在制备高温、高频、大功率器件以及光存储、光探测等方面有着广泛的应用前景和巨大的市场潜力。 目前，国内外很多研究机构利用金属有机物质汽相外延(MOCVD)、分子束外延(MBE)及高频等离子体化学汽相沉积法(PlasmaCVD)技术等在不同衬底上生长高质量的薄膜。但上述方法设备昂贵，工艺方法复杂，影响了GaN基半导体光电器件的大规模生产和应用，探索一种简易的合成GaN材料的工艺方法已十分必要。本文采用氮化Ga2O3的方法，在管式电炉中成功地合成了GaN粉体和薄膜，探索了一种低成本制备GaN材料的新工艺。 本实验在管式电炉中以Ga2O3提供Gad源，NH3提供N源，在高温常压下制备高温半导体GaN粉体以及在硅基片上沉积GaN薄膜，并研究了各种工艺参数如反应温度、NH3的流量、Si基片的温度、保温时间、硅基片的表面清洁度、反应前后处理等因素对合成GaN粉体和沉积GaN薄膜的影响。并用XRD、SEM和AFM对制得的样品进行了检测。 经过实验及测试分析，得到以下结论： (1)用高纯的Ga2O3和NH3在1050℃，NH3流量26L/h时可合成高纯度的六方晶型GaN粉体。 (2)温度是影响合成GaN粉体最重要的因素，温度越高，合成速率越快，但温度太高会容易产生烧结。 (3)用高纯的Ga2O3和NH3在1125℃，NH3流量26～30L/h时可在Si＜111＞沉积大量的GaN薄膜。 (4)硅基片的温度、NH3流量对沉积薄膜影响很大，硅基片的温度越高，流量越小越容易沉积，晶粒越大。 (5)合成GaN粉体低温的反应机理是Ga2O3分解成活性Gad原子和活性Ga2O分子后，NH3与Ga2O反应生成GaN，高温的反应机理是高温下Ga2O3分解成活性Gad原子和活性Ga2O分子，NH3分解为活性N原子和NH2分子后，活性Gad原子与N原子结合生成GaN，同时活性Ga2O分子与NH3分子生成GaN。因此低温和高温的反应机理是不相同的。硅基片上成薄膜的机理与合成GaN粉体的高温机理相同。 (6)实验得到的GaN半导体由于存在N空位和Si杂质为n型半导体，且同样存在强电场下欧姆定律发生偏离的现象。