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作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表,氮化镓(GaN)是当前研究的热点问题。由于具有禁带宽度大(3.4 eV)、击穿电场高、电子漂移速度快等优良光电特性,因此其在UV-可见光发光二极管(LED)、激光器(LD)、光电探测器以及高频和大功率电子设备中有着重要应用。高质量的氮化镓薄膜是制备高性能光电器件的关键因素。目前,价格低廉的蓝宝石作为异质外延衬底已被广泛用于氮化镓薄膜的外延生长。由于蓝宝石与氮化镓之间存在较大的晶格失配和热失配,因此异质外延生长的氮化镓薄膜存在较大的残余应力和较高的缺陷密度(108-109 Cm-2),这使得GaN基光电器件具有光电性能低和可靠性差等缺点。由于湿法刻蚀方法可克服GaN基薄膜以上缺点,因此高质量纳米多孔(NP)GaN薄膜的制备及其再生长已成为当前最为热门的研究领域之一。论文以电化学刻蚀(EC)法制备NP-GaN基薄膜为主线,系统研究具有NP-GaN分布布拉格反射镜(DBR)的InGaN基薄膜的光电特性后,采用有机化学气相沉积(MOCVD)法在NP-GaN基薄膜上外延生长GaN LED和β-Ga203单晶薄膜。具体研究内容如下:(1)以硝酸(HN03)或硝酸钠(NaN03)为电解液,通过EC刻蚀法对具有InGaN/GaN多量子阱层的n-GaN/u-GaN周期性结构进行刻蚀,系统研究刻蚀前后样品的结构和光致发光性能。研究发现:HN03溶液比NaN03溶液更适合制备出大面积、反射率高、具有MQW层的NP-GaN DBR镜。与未刻蚀样品相比,在16 V的HNO3溶液中所刻蚀样品的光致发光(PL)强度的增强因子约为3.2倍。为验证被刻蚀薄膜是否能获得应用,将刻蚀样品在950℃下通过MOCVD法外延生长Mg掺杂的p-GaN层。与再生长前样品相比,再生长后样品反射率和PL强度分别展示出略有降低和显着降低(降低约5倍)现象。反射率降低应归因于p-GaN层对入射光的吸收,而PL强度显着降低则是因为再生长引起质量输运,从而使MQW结构遭到破坏。(2)HN03电解液具有强腐蚀性、难以回收和环境不友好等缺点,因此寻求一种可替代的更为安全环保的电解液尤为重要。本节采用草酸(Oxalate)溶液、NaN03溶液以及二者混合溶液对上述薄膜结构进行电化学刻蚀。与单一草酸和硝酸钠溶液刻蚀样品相比,混合溶液刻蚀样品形成的纳米多孔层孔隙率更高(～50%)、孔分布更均匀,所制备的具有MQW层的NP-GaN DBR结构反射率更高等优点。与未刻蚀样品相比,刻蚀样品的PL强度增强了 4-6倍。其主要得益于MQW层的晶体质量的提高和光提取效率的增强。为使MQW层在再生长过程中免遭破坏,采用MOCVD技术在15 V混合溶液中所刻蚀样品上先后再生长2周期InGaN/GaN量子阱层和p-GaN层。与未刻蚀区域再生长薄膜相比,(i)刻蚀区域再生长薄膜的粗糙度更高,其应归因于InGaN/GaN MQW表面的刻蚀损伤;(ii)具有DBR镜的GaN基LED的发光强度约增加了 1.8倍,其应主要归因于DBR镜诱发的光耦合效应。(3)与GaN相比,β-Ga2O3具有带隙宽、击穿电场强度大、化学和热稳定性好等优点,在大功率电力电子、日盲区探测器和发光器件等领域具有潜在的应用。由于半导体器件的主要形态是薄膜,因此外延生长高质量β-Ga2O3单晶薄膜已成为研究热点问题之一。本节通过电化学刻蚀技术制备纳米多孔GaN薄膜后,采用MOCVD技术在NP-GaN衬底上外延生长β-Ga2O3单晶薄膜。系统研究生长温度和刻蚀电压对β-Ga2O3薄膜的结构和形貌的影响。研究发现在950℃的未刻蚀GaN衬底上所生长β-Ga2O3薄膜为单晶薄膜,其生长方向沿[201]。在上述研究的基础上,以NP-GaN为衬底,在950℃生长温度下异质外延生长β-Ga2O3单晶。结构分析发现9V刻蚀样品上生长的β-Ga2O3单晶薄膜质量最高。β-Ga2O3单晶薄膜与衬底GaN面外外延关系是β-Ga2O3(201)‖GaN(0001),而面内外延关系则为β-Ga2O3<010>‖GaN<1210>和 β-Ga2O3<102>‖GaN<1010>。