本文主要研究了GaN/基大功率LED在外延生长中遇到的难点和重点,并结合器件结果,优化了LED的结构:　　 (1)、首先研究了压力、Ⅴ/Ⅲ比等生长条件对蓝宝石衬底上外延GaN的影响。在成核层的生长阶段需要比较高的生长压力来控制成核的密度和成核的晶粒大小。我们选取最优化的成核层压力为600mbar。粗化层的生长阶段,也需要比较高的压力,我们研究发现在300mbar下生长的GaN,其XRDω-2θ衍射的(002)和(102)的半峰宽分别为378arcsec和524arcsec；500mbar下生长的GaN,其(002)和(102)的半峰宽分别为323arcsec和471arcsec。在恢复层的生长阶段,需要比较高的Ⅴ/Ⅲ比,我们通过增加NH3流量的方法来提高Ⅴ/Ⅲ比,晶体质量都得到了改善。其次我们研究了蓝宅石图形衬底上GaN的外延生长。为了使GaN表面平整,避免多向晶畴的出现,使图形衬底上的GaN能够完全愈合,需要在恢复层生长阶段有比较高的Ⅴ/Ⅲ比和生长温度,使横向的生长速度大于垂直方向的生长速度。　　 (2)、我们研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、TMIn/TEGa比、生长速度对InGaN/GaN多量子阱的表面粗糙度、表面V型缺陷和峰值波长的影响。我们研究发现,降低生长温度、提高Ⅴ/Ⅲ比、提高生长速度、提高TMIn/TEGa比都有利于In掺入到InGaN材料中。InGaN/GaN多量子阱的峰值波长和表面的V型缺陷受生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、TMIn/TEGa比的影响很大,我们在得到合适In组分的InGaN/GaN多量子阱时,应该保证其晶体质量和光学性能。InGaN/GaN多量子阱的表面V型缺陷随着生长温度和TMIn/TEGa比的增加而增加。在较低的Ⅴ/Ⅲ比下,InGaN为spiral hill的生长模式,增加NH3的流量,InGaN的生长模式从spiral hill生长模式转变成step flow生长模式。过量的NH3流量,会使InGaN的生长模式从stepflow生长模式到Stranski-Krastanov生长模式,导致表面粗糙和更多的V型缺陷。　　 (3)、提高GaN基LED的电流扩展能力,是改善LED的droop效应、提高LED抗静电能力的重要途径。我们通过插入n-AlGaN/GaN supper-lattice来改善LED的电流扩展能力。使LED的droop效应得到了明显的改善,并且LED的漏电和抗静电能力也得到了提高。通过插入n+-GaN+n--GaN改善LED的电流扩展,LED的漏电和抗静电能力都得到了提高。　　 (4)、P-GaN表面粗化是提高LED出光效率的有效方法。我们通过Cp2Mg处理和低温p-GaN相结合的方法来使p-GaN表面粗化。发现Cp2Mg处理时间和低温p-GaN的压力、生长速度、Ⅴ/Ⅲ比都会对其表面粗糙度产生影响,其中压力和生长速度对p-GaN的表面粗糙度影响最大。　　 (5)、我们研究了ESD对LED的危害及其防护方法,模拟计算了n-GaN和p-GaN的掺杂浓度对LED内部电容的影响。我们可以通过提高n-GaN和p-GaN的掺杂浓度的方法来提高LED的内部电容,LED电容的提高有利于其抗静电能力的改善。我们通过插入p-InGaN,在不影响LED光电性能的同时改善了LED的抗静电能力。通过插入n-AlGaN/GaN超晶格也能改善LED的抗静电能力。