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随着半导体光电材料从GaAs材料向新一代GaN基材料的发展，制备长寿命、高亮度、低能耗的薄膜发光光电材料成为当前半导体光电材料工业的主要话题。目前GaN的外延生长技术一般采用有机金属化学气相外延法（MOCVD），在蓝宝石衬底的（0001）面上外延生长GaN材料，另外还有分子束外延技术（MBE）及卤化物汽相外延技术（HVPE）等。上述方法均面临一个问题，那就是GaN薄膜的生长要在约1000℃的温度下进行，其结果是造成晶格结构缺陷的产生。 为了解决这一问题，电子回旋共振ECR等离子体增强有机金属气相沉积（ECR-PEMOCVD）应运而生。ECR-PEMOCVD法能够在400-600℃的低温下大面积生长GaN薄膜，因此减少了晶格缺陷的产生。实验采用有机金属三甲基镓气源（TMG）和99.9999％纯度的氮气，在ECR-PECVD150装置共振腔内电子回旋共振吸收微波能量产生的高密度ECR等离子体在磁场梯度和等离子体密度梯度的作用下向下级反应室扩散，在放置于下游区样品台上的α-Al2O3衬底表面附近发生物理化学反应沉积成GaN薄膜。 首先使用Langmuir探针诊断了ECR等离子体的空间分布特性和径向、轴向分布特性及等离子体密度随气压、微波功率的变化规律，分析、总结了适合大面积均匀沉积GaN薄膜的工艺参数。认为对本ECR-PECVD系统，最佳的微波功率选取范围为400W～650W，最佳的工作气压为～0.1Pa。在这一范围的等离子体具有较高的密度及良好的径向均匀性。最后在TMG：N2=1：5、Pw=550W、P=0.1Pa、T=450℃的条件下，低温生长了GaN单晶膜。XRD显示GaN的（0002）峰位置为2θ=34.752°，半峰宽为18′。并根据样品的IR反射光谱干涉条纹波形推算出薄膜厚度约为3.5μm，按此计算出生长速率高达2μm／h。这说明了ECR-PEMOCVD法具有在低温下生长GaN单晶膜中的优势。