AlxGa1-xN材料具有带隙可调（3.4 eV～6.3 eV）、高载流子迁移率等特点,使用Si对AlxGa1-xN材料进行掺杂,可以将AlxGa1-xN晶体变为以电子导电为主的N型半导体。Si掺杂的N型AlxGa1-xN通常被用于AlxGa1-xN深紫外光电二极管的电子来源层以及衬底层,因此一个具有良好结晶性能以及高电子浓度的N型AlxGa1-xN尤为重要。本文通过对非极性AlxGa1-xN单晶薄膜进行N型掺杂,探索Al组分、Si掺杂浓度、AlxGa1-xN缓冲层以及delta掺杂方式对于非极性N型AlxGa1-xN材料的晶体结构与光电性质的影响。具体分为以下几个方面:首先,针对材料的成分以及晶体性质进行分析,Al组分x=0.5时,AlxGa1-xN具有最小的、约9×10-16 nm-2的位错密度。Si H4流量为15.3 nmol/min时,晶体具有最高的表面平整度,这表明晶体各向生长速率差较小导致表面褶皱较少,同时晶体位错密度最小,其原因是Si原子进入晶体中填充了微晶间隙,而随着生长中掺杂Si H4流量继续增大,由于空隙填充已饱和,产生了相分离的情况。针对非极性N型AlxGa1-xN薄膜,AlxGa1-xN缓冲层的插入减小了位错密度,有效提高了晶体结晶质量,但也略微提高了样品的各向异性。在其他参数一致的条件下,delta型掺杂的非极性N型AlxGa1-xN相对均匀掺杂的AlxGa1-xN具有更高的位错密度与各向异性,同时其表面的Si有效浓度明显下降。通过比较不同Al组分非极性N型AlxGa1-xN的光电性质,随着Al组分增大,其非辐射复合的激活能逐渐下降,这表明是由于阳离子空位逐渐增加,导致非本征的浅能级密度增大。通过研究不同Si掺杂浓度的非极性N型AlxGa1-xN的光电性质结果表明,Si掺杂诱导了非本征的浅施主能级,这涉及具有低激活能的新的非辐射复合路径,并淬灭了近带边发光（NBE）。同时,由于阳离子空位的存在减少了点缺陷的形成能,增加了它们的密度,从而提高了相关黄带发光的强度。相反,在合适的掺杂浓度下,掺入的Si原子能够抑制非极性AlxGa1-xN外延层中普遍存在的位错和底面堆垛层错的形成。在插入AlxGa1-xN缓冲层后,同样Si H4流量下有效提高了近带边发光,但同样也出现了类底面堆垛层错发光峰。缓冲层的掺入略微降低了AlxGa1-xN薄膜的内应力。在之后研究了delta型掺杂方式,发现Si-delta掺杂后有效降低了样品的内应力,但由于Si浓度不均匀,导致样品缺陷发光大幅增强,这证明了Si掺杂对AlxGa1-xN发光性质的优化。以上结果对进一步改进非极性N型AlxGa1-xN材料的生长工艺具有参考意义。