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近年来，宽禁带半导体材料GaN在短波长发光器件、光探测器件以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面的广阔应用前景而备受关注，发展十分迅速。由于体单晶难以制备，生长高质量的单晶薄膜材料是研究开发GaN基器件的基本前提条件。目前，蓝宝石是GaN异质外延最常用的衬底材料。其制备工艺成熟，但蓝宝石本身不导电，且解理较为困难。相比较而言，Si是另一类极具发展潜力的衬底材料。Si价格更便宜，易于获得大尺寸材料和制作电极，更为诱人的是，有可能实现GaN器件与成熟的Si电路的光电集成。因而，开展Si基上的GaN薄膜材料的外延生长具有极其重大的应用意义。 本论文在系统总结了国内外GaN材料制备和器件工艺的研究历史和现状的基础上，利用反应蒸发外延系统，对硅衬底上GaN的外延生长、掺杂和紫外探测器原型器件进行了研究，通过对生长样品和制备器件的各项分析测试和理论分析，取得一些创新成果：1、采用与MOCVD、MBE及HVPE不同的简便的反应蒸发法，利用GaN多晶缓冲 层首次成功地在Si（111）衬底上直接生长出了六方结构的GaN单晶薄膜。 实验证明这种生长方法可行。2、采用SEM、XRD、TEM、XPS、SIMS、PL、SRP和Hall对GaN薄膜的表面形貌、 结晶学性质、外延缺陷、组分、发光和电学特性作了研究。分析测试结果 表明在Si衬底上生长的GaN薄膜性能良好。3、采用特殊设计的衬底双面加热装置、生长结束后阶段降温的独特工艺以及 特殊的缓冲层技术，可以有效地抑制生长在Si衬底上的GaN薄膜开裂。4、采用晶格渐变缓冲层技术，用Si3N4作过渡层，发现其有利于GaN多晶缓 冲层的形成，为后续的GaN外延生长提供了一个更好的模板。 浙江大学博士学位论文 硅基GaN薄膜材料及紫外探测器原型器件研究 5、提出了a基GaN之间的晶体学位相关系，发现硅衬底与GaN薄膜之间存 在自相似形，即所谓的“记忆效应”：同时提出适合本系统生长＊aN／出的 生长机理，其生长方式符合混合型（S七）生长模式。 6、采用离子注入和退火的技术实现了p型掺杂，形成了卜n结，并获得了较色 高的空穴浓度和空穴迁移率。 7、利用磁控溅射技术在反应蒸发制备的 GaN亿 i外延层表面沉积金属＊和 Pt， 光刻后形成叉指状电极，工V特性测试表明经过退火后＊电极与n－GaN表 面形成欧姆接触，Pt电极与n－GaN表面形成肖特基接触。