氮化镓(GaN)是一种直接宽禁带半导体材料,常温下禁带宽度为3.39eV,由于它的带隙能从0.7eV连续变化到6.2eV,所对应的波长覆盖了从近红外到紫外很宽的光谱范围,所以已在光电器件领域如半导体发光二极管(LED)、半导体激光器(LD)及探测器等方面得到广泛应用；同时GaN具有耐高温、热导率高、硬度高等特性,使得GaN基材料在制备高频、高温及大功率器件中也有着重要的应用价值。目前GaN的生长制备基本是采用异质外延,国际上通常采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD),分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)这三种化学方法来制备GaN外延层,其中MOCVD方法技术层次高,实验参数简单,纯度高且量产能力大,并且MOCVD反应室在不断改进,是后来居上的外延技术。但若想获得高质量的外延生长,就需要找到合适的晶格匹配衬底,至今为止,适于GaN晶体生长的衬底主要有蓝宝石(0-Al2O3),碳化硅(SiC),此外还有硅(Si),砷化镓(GaAs),氧化锌(ZnO)等,另外,采用激光剥离(Laser Liff-off, LLO)技术,将α-Al2O3衬底上生长的外延片剥离下来后再键合到其他衬底,如Cu, Si。目前采用的这些衬底材料均有不如人意之处,如α-Al2O3衬底价格贵且不易解理；SiC衬底材料价格非常昂贵；而采用剥离技术工艺要求高,成品率低。最近,松下宣布开发出了在石墨衬底上生长出了高质量GaN结晶薄膜的技术,且石墨是做电极的极好选择,但是当温度过高时,石墨中这种非故意掺杂的碳杂质会向GaN薄膜中的扩散,因此必须采用一种低温的生长方法,然而对于石墨衬底生长GaN薄膜很少有人研究,所以本文也尝试在石墨衬底上低温沉积GaN薄膜；另外,不锈钢作为一种廉价易得的合金,其耐腐蚀性好,反光率高,若直接作为衬底使用,有利于制备垂直型GaN器件,提高GaN基LED等的出光效率,大幅度降低器件成本,但是不锈钢成分复杂,高温生长容易加剧多种金属杂质向GaN薄膜中的扩散,因此也必须采用一种低温的生长方法,本文也采用不锈钢作为衬底,研究了沉积在不锈钢衬底上的GaN薄膜。本文采用电子回旋共振-等离子体增强的金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)方法,分别以石墨及不锈钢为衬底,三甲基镓(TMGa)为镓源(以H2作为载气),高纯氮气(纯度为99.999%)为氮源,低温沉积出了高度c轴择优取向的GaN薄膜。并且利用ECR-PEMOCVD装置上配有的反射高能电子衍射(RHEED)设备,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光谱(PL谱)和电流与电压测试(I-V测试)研究了沉积温度、三甲基镓(TMGa)流量对GaN薄膜质量的影响。实验结果表明,在其他实验参数固定不变的条件下,以石墨为衬底,在沉积温度为450℃,TMGa流量为0.8sccm条件下,沉积的GaN薄膜结晶质量较好；保持其他参数不变时,在沉积温度为400℃,TMGa流量为0.8sccm条件下,以不锈钢作为衬底,沉积的GaN薄膜结晶质量较好。通过研究发现,石墨及不锈钢衬底有较好的研究意义。