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本论文通过优化行星式MOCVDGaN材料生长工艺以及GaN基LEDs外延结构设计，以提高GaN基LEDs材料特性和器件特性，包括亮度、电学性能等，取得了如下成果： 1、研究了基于蓝宝石平面与图形衬底的高质量GaN材料外延技术，系统研究了成核(Nucleation)、重结晶(Recrystalization)和三维岛状生长(Etching)三个主要阶段对GaN材料质量的影响，利用行星式MOCVD在平面衬底上得到了高质量的GaN外延材料，XRD衍射(002)半宽达到203弧秒，(102)半宽达到了247弧秒，达到国际先进水平；对图形衬底上材料生长过程进行了探索，探讨了图形衬底上GaN材料生长演变过程，获得高质量GaN外延材料； 2、提出了无间断生长InGaN/GaNMQWs方法。经过优化生长工艺，每Run生长时间缩短了2640s，同时获得高质量InGaN/GaNMQWs。采用无间断生长InGaN/GaNMQWs生产效率提高了9％。 3、研究了在QW和QB之间生长-低In组分InGaNSwell插入层，以减小GaN基LEDs中应力状态和量子阱斯塔克效应。通过优化InGaNSwellIn组分，亮度提高了0.05mW； 4、研究了QBSi掺杂对GaN基LEDs器件性能影响。通过优化QB中Si掺杂浓度，改善GaN基LEDs抗静电特性同时提高其亮度。在QBSi掺杂浓度为1.84E+17cm-3，ESD>2000V通过率达到94.7％，达到了国内很好水平； 5、研究了不同p-AlGaN生长条件对GaN基蓝光LED器件性能影响。实验结果表明，p-AlGaN厚度增加到41nm亮度提高0.5mW，但是电压上升0.1V。p-AlGaN作为电子阻挡层和空穴从p-GaN注入到有源区的通道，较厚p-AlGaN有利于电流扩展，进而提高空穴注入。在本次实验中，随着p-AlGaN中掺杂提高到6.6E+19cm-3，亮度提高了0.3mW。 6、研究了在p-AlGaN和lastQB中插入一层LT-pGaN对GaN基LEDs性能影响。通过优化LT-pGaN生长温度和Mg掺杂，GaN基LEDs亮度从11.7mW到19.9mW，ESD>2000V通过率提高到了90％以上： 7、通过优化GaN材料生长工艺，包括平面衬底和图形衬底上GaN材料外延生长工艺以及GaN基LEDs外延结构设计，我们获得了(002)、(102)半宽分布为203弧秒、243弧秒的高质量GaN材料，达到国际先进水平。外延生长得到的GaN基LEDs1023芯片亮度为22mW，ESD>2000V通过率大于90％。