GaN系材料在制备高亮度、短波长和白光LED、短波长激光器、紫外光探测器和高温电子器件等方面有着广泛的应用.有关GaN材料和器件的研究和应用已经逐步的迈向成熟,相关的物理和技术研究也在逐步深入研究中.在一些重要的领域如固体照明和环境卫生等方面的应用中,对LED的功率要求越来越大.大管芯或者倒装工艺是目前实现大功率LEDs主要采用的方法.该文在全面分析了功率型LED的国内外进展状况,找出其中存在的关键问题后,确定了主要的研究对象是p型GaN上Ni/Au接触的合金过程和大尺寸、倒装焊的GaN基LED研究方向,主要得到了以下的结果:1)利用同步辐射X射线衍射技术研究了p型GaN上的Ni/Au欧姆接触层在空气和氧气下的合金性质,通过2θ扫描曲线观察到了明显的NiO峰,以及NiO峰随着合金时间增加的变化,这说明了合金过程中随时间的延长,更多的NiO形成.首次通过测量合金前后的ω扫描曲线(摇摆曲线),观察到Au成份沿GaN外延方向的晶体性增强.同时观察到p电极之间串联电阻的降低,进一步的分析表明,这是由于在合金过程中发生的层反转反应,表面NiO成份和界面处Au成分增加,晶体性变强,对欧姆接触电阻的降低起了重要的作用.2)使用InGaN/GaN多量子阱蓝光LED外延片构造了两种不同结构的大尺寸管芯芯片,在注入电流达到200mA的时候,输出功率均达到了50mW以上.3)使用InGaN/GaN多量子阱紫光LED外延片研制了倒装工艺的芯片,并测量了它们在高注入电流下的输出性质.在注入电流达到500mA的情况下,输出功率达到了50mW以上.和使用同样外延片制备的小管芯LED进行对比,输出功率比小管芯高15倍以上,且未发现饱和现象.同时研究了不同反射率的反射层对倒装芯片工作性质的影响.4)在大尺寸芯片的研制过程中,为了更清楚地了解大电流注入下的LED热效应,提出了一个简单的分析模型,分析对于普通结构、倒装结构和上下电极结构LED的热效应对器件温度分布的影响.该工作对于功率型LED和固态照明的进一步研究和发展,奠定了良好的理论和实验基础.