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本文研究了GaN和AlGaN/GaN材料的射频等离子体分子束外延生长及其特性，并对相关器件工艺中的若干重要问题如刻蚀、欧姆接触等，进行了初步探索。在前人工作的基础上，进一步优化了GaN材料的生长工艺，并深入研究了材料生长过程中的一些重要问题。整个论文工作以AlGaN/GaN异质结高温、大功率器件作为应用背景，从射频等离子体分子束外延系统的改造、衬底表面的预处理、缓冲层的结构、外延生长工艺优化，到极性的表征、表面刻蚀、欧姆接触等，开展了多方面的研究和讨论。取得了以下主要结果： 1．在已有基础上对生长室进行了二次改造，并对各辅助设备进行了优化调整，使生长速率达到0.5μm/h。 2．建立了GaN的RF-plasma MBE生长工艺并进行了条件优化，得到的GaN材料：X射线衍射ω/2θ半峰宽240arcsec，消除了PL谱中的黄峰，表面粗糙度Rms＜5，本底载流子浓度～1016cm-3，位错密度～5x109cm-2； 3．成功地建立了白宝石衬底表面的预处理工艺，包括化学清洗、高温退火、Ga原子清洗以及氮化处理。首次开发了Ga原子的清洗工艺，大大提高了外延层的平整度； 4．从成核生长出发，深入考擦了缓冲层的作用，进而建立了双缓冲层工艺，进一步降低了外延层的位错密度，大大提高了外延层二维生长的效果，可将外延层的表面均方根粗糙度控制在几个埃的范围； 中国科学院上海微系统与倍息技术研究所博士论文 5．通过湿法刻蚀的研究，建立了对GaN外延层的极性表征方法，进而研究了 极性GAN的生长控制，发现：成核温度是决定外延层极性的关键因素之一。 在Ill／V比确定的前提下，通过改变缓冲层的生长温度成功获得了两种极 性的＊aN外延层样品： 6．通过对光辅助湿法刻蚀的研究，建立了对n巾olar GaN位错密度的估算方 法，使光辅助湿法刻蚀方法在极性表征及位错密度估算等两个方面都得到 重要应用： 7．在与他人合作的基础上，建立了Ti／AI合金的制作工艺，并建立了传输线 测量（TLM）方法，得到了接触电阻率为 lxlo－hYm‘的初步结果。