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GaN基激光器在高密度光学信息存储和激光显示等领域具有广泛的应用前景。本文以提升GaN基紫光激光器(LD)性能和实现蓝光LD的室温激射为主要目标，对GaN基LD的结构设计、关键工艺、器件特性进行了理论和实验研究。 取得了以下成果： 1.研究了接触层掺杂浓度对欧姆接触性能的影响。适当提高接触层掺杂浓度有利于Ni/Au和Pd基欧姆接触获得更低的比接触电阻率。与Ni/Au基欧姆接触相比，由于电流传输机制的不同，Pd基欧姆接触需要更高掺杂浓度的接触层。 2.研究了最优的退火条件，Ni/Au与p-GaN接触的比接触电阻率可以达到8.9*10-5Ωcm2；通过优化金属膜厚度，解决了在Ni/Au表面产生NiO，在与上方加厚金属的接触表面间引入额外势垒的问题。研究结果表明：采用优化后的Ni/Au工艺，器件具有良好的电压稳定性，但接触存在粘附性较差的问题。 3.研究了退火条件对Pd/Ni/Au与p-GaN的欧姆接触的影响，比接触电阻率可达到7*10-5Ωcm2；利片j同步辐射和AES研究了欧姆接触形成的机制。研究结果表明：在含氧气氛下退火，有利于Ga与Pd的反应，Ga空位的增加是形成低阻欧姆接触的关键。采用优化后的Pd/Ni/Au工艺制作了发光二极管(LED)和激光器(LD)，LED在工作电流为20mA时的电压为2.87V，LD在50mA工作时的电压从7.07V(用原有的Ni/Au(5/Snm)工艺)下降为5.70V。研究结果表明：接触具有良好的粘附性，器件电压的稳定性也显著提高。 4.研究了Pd与低温生长的p-InGaN接触层的非合金化的欧姆接触，提出了预氧化接触层的方法来降低Pd基非合金化的欧姆接触的比接触电阻率并利用缺陷能级的辅助隧穿模型分析了其接触性能改善的原因。Pd/Pt/Au与含p-InGaN接触层的p-GaN合金化后的比接触电阻率可低达4.5*10-6Ωcm2。分析表明，合金化以后，场发射已经成为Pd基欧姆接触电流传输的主要机制，这也就是其获得低的比接触电阻率的关键。此外，合金化以后，Ni/Au与p-InGaN接触层的欧姆接触的比接触电阻率也达到5.3*10-5Ωcm2，电流传输仍然包含热电子发射的成分。 5.研究了影响N面n-GaN欧姆接触热稳定性的因素，通过优化刻蚀条件，实现了非合金化的、低阻热稳定的N面n-GaN欧姆接触。 6.在国内第一次实现了GaN衬底上生长的GaN基紫光LD的室温连续激射。LD阈值电压Vth为8V，阈值电流及电流密度分别为49mA和1.53kA/cm2，斜率效率为0.8W/A；对激光器的退化机制进行了分析，指出内量子效率的下降是其阈值电流上升的主要原因。采用光束传输法优化了紫光LD的结构，证明紫光LD中采用InGaN波导能显著提高其量子阱的光限制因子。 7.采用光束传输法，系统设计了GaN基蓝光LD的结构。提出了如果调整波导层和电子阻挡层的相对位置，可有利于提高量子阱的光限制因子和降低光场在p型区域的分布，同时解决应力集中的问题和由此导致的腔面分层的问题，改善了腔面和远场分布的质量。实现了国内第一支蓝光LD的室温激射，阈值电流密度为3.47kA/cm2，阈值电压为6.7V，激射波长为452nm。 8.研制成功了InGaN基蓝光超辐射二极管(SLED)。腔长为400μm的蓝光SLED的峰值波长为442nm，半宽约为8nm；当电流密度小于26kA/cm2时，光输出功率随着电流密度的增加而指数增加，这个范围内有源区的增益是电流密度的线性函数；当电流密度进一步增加时，由于结温升高，SLED出现了增益饱和的现象。腔长越短，SLED向LD工作模式转变的电流密度越高；在相同电流密度下，腔长越长，输出功率越大，光谱半宽越小。