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本论文在系统总结了国内外GaN材料制备与器件工艺的研究历史、现状基础上，利用ECR-PEMOCVD系统在硅衬底上低温外延了GaN薄膜。论文首先通过诊断ECR等离子体的空间分布特性，及ECR等离子体发射光谱各基团的光谱特性，获得了适合薄膜生长的工艺参数，最后通过薄膜的品质表征，如XRD、FTIR、AFM表面形貌分析对硅基GaN薄膜的外延生长和特性进行了研究，取得了一些阶段性成果：
1.在Z=0～20cm的反应室上游区，等离子体分布不均匀；而在Z=20～35cm的下游区，等离子体受磁场影响较小，等离子体具有良好的均匀性。综合分析微波功率、工作气压对ECR等离子体空间分布的影响，认为在ECR等离子体化学气相沉积工艺中，不提倡采用高功率、高气压等离子体放电来提高薄膜沉积速率；微波功率选取400～500W，放电气压取0.06～0.08Pa，有利于获得高密度高活性大面积均匀的等离子体和沉积出高质量的薄膜。
2.ECR氮等离子体中主要发生的是碰撞激发、碰撞电离，碰撞离解等微观过程，其发射谱线主要有N2的第一正系列(B3∏g→A3∑u+)，N2的第二正系列(C3∏u→B3∏g)，N2+的第一负系列(B2∑u+→X2∑g+)，以及弱的N*辐射谱线(N2*+e→N+N*+e)组成；在ECR等离子体自加热条件下就可以获得那些高温条件下才能得到的活性反应基，这使得本来需要高温条件下才发生的化学反应在低温下就可以实现。
3.利用ECR-PEMOCVD法在低温下外延出了六方纤锌矿结构的硅基GaN薄膜；引入GaN缓冲层后，减小了GaN外延层与衬底Si之间的晶格失配和热失配，得到了质量优良的具有C轴取向的GaN薄膜。