GaN基半导体材料光学和电学性质优良，非常适合发光器件的制备。早在1993年，GaN基蓝光LED就已被成功研制，并得到推广应用。然而围绕着高性能GaN基LED研究的热度丝毫不减，原因是商用的蓝光LED基于蓝宝石衬底，存在着一些固有的缺陷，如散热问题以及在大电流下效率衰退效应。如果采用GaN作为衬底进行同质外延，上述问题虽可解决，但是国内仍然无法生产高质量、大尺寸、适合作为GaN基器件衬底的GaN体单晶。为了克服上述困难，我们决定采用和GaN晶格匹配较好的SiC单晶作为衬底研制GaN基蓝光LED。SiC衬底具有良好的导热性能能有效地解决散热问题，更适合制备大功率发光器件。同时，其所具备的易解理的特点降低了器件工艺的难度。最重要的是，SiC与GaN间的晶格失配为3%，与通常作为缓冲层材料的AlN间的晶格失配仅为1%，可极大地降低失配位错密度，是制备高质量GaN外延层的理想衬底材料。实验的前半部分围绕着优化外延层生长参数，目的是获得满足LED生长的工艺条件；后半部分则基于之前的研究结果生长LED结构，并优化外延片的发光波长均匀性，以提高外延片的利用率。研究工作包括如下内容：(1) AlN作为缓冲层与SiC具有良好的浸润性，生长初期即进入二维平面生长。在1100℃下生长200nmAlN缓冲层可获得结晶质量较高的GaN外延层，同时引入足量的压应力，避免薄膜在降温过程中开裂。在AlN与GaN层之间插入Al组分渐变AlGaN缓冲层，克服了相邻界面间晶格失配过大而出现的重新成核现象，减少了失配位错的产生，并使由不同组分间晶格失配引入的压应力得到保存。(2)有源区中，量子阱采用了垒层/盖层/阱层的结构，防止了垒层的高温生长对阱层的破坏。并对阱层InGaN材料的生长条件进行优化，分别研究了In/Ga输入比和生长温度对阱层InGaN中In组分的影响。认为当Ga输入量一定时，提高In/Ga输入比有助于InGaN材料中In组分的提高；低温更有利于In的并入，而在高温下InGaN材料的结晶质量更高；对于量子阱发光波长的调控，可以通过改变阱层生长温度来实现，阱层生长温度每升高1℃，量子阱发光波长蓝移2nm。(3)如果外延片在量子阱结构生长过程中存在翘曲，势必导致外延片与托盘热接触不良，因此单纯调整温区参数对外延片发光均匀性的作用并不明显。实验中采用了初始翘曲为290km-1的SiC衬底，有效地补偿了量子阱生长过程中的凸翘曲，外延片的发光波长均匀性因此得到了极大的改善。