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本硕士论文选题于国家教育部跨世纪人才和国家自然资金（No.69890230）资助的项目“硅基GaN的外延生长及器件应用”的一部分研究工作。 近年来，宽禁带半导体材料GaN由于其在短波长发光器件、光探测器件以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面的广阔应用前景而备受关注，发展十分迅速。由于体单晶难以制备，生长高质量的薄膜单晶材料是研究开发GaN基器件的基本前提条件。 本论文在系统总结了国内外GaN材料制备和器件应用的研究历史和现状的基础上，利用我们自行改造的热壁外延设备，对硅衬底上GaN的外延生长和p型掺杂进行了研究，取得了一些阶段性的成果。另外，本文的主要工作是对GaN基紫外探测器进行了初步的研究，迈出了从材料生长到器件应用的第一步。 主要工作如下： （1）在国内首次采用简便的反应蒸发法，利用热壁外延技术，在Si（111）衬底上利用多晶GaN缓冲层生长出了六方结构的GaN单晶薄膜。 测试结果表明GaN薄膜的结晶学性质较好，XRD图谱上GaN（0002）衍射峰的半高宽为30arcmin。室温下观察到了较强的带间光致发光，位于365nm处，其半高宽为8nm（74.6meV）。在光致发光谱中没有发现黄带，对此我们认为是Si对GaN的非故意掺杂的同时替代了Ga空位，消除了引起黄带发射的深能级缺陷。霍尔测试仪显示的载流子浓度为2.27×1018/cm3，电子迁移率为179cm2/Vs。较高的背景电子浓度，与GaN外延层中的Si、O等杂质有着直接的关系。 2、我们利用离子注入的方法对本系统外延生长的GaN薄膜进行Mg掺杂，通过在N2气氛中退火，使得掺杂区域的本征n型GaN转为p型，空穴浓度为2.70×1017/cm3，从而形成pn结。 3、研究了由硅基和兰宝石基n-GaN外延薄膜制成的光导型和肖特基型紫外探测器的工艺及电学性质，并对以兰宝石基GaN光导型探测器进行了光学测 浙江大学硕士学位论文 硅基GAN薄膜制备及紫外探测器的初步研究试。，光刻后，经过在 600 aC的退火，器件有良好的欧姆特性，通过对其光电流的测量及分析，发现在250urn到365urn处，光电流响应曲线趋于平坦，而在365urn到375nxn处，光电流下降了大约二个数量级。当外加电压从OV到7V时，光响应度从1．82A／W增加到25．SA／W，但是当偏压超过7V后，曲线则趋于平缓。