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GaN材料被喻为第三代半导体材料，不仅可以用于微电子器件制造，还可以制造从可见光到紫外波段的光电子器件，在制造白光LED方面更是重要，是目前研究的热点。
本文就GaN体材料的MOCVD生长进行了学习研究，其主要内容如下：
1．本征GaN材料生长条件的研究，包括：两步法缓冲层技术的简单介绍，之后是两步缓冲层生长中条件(厚度、温度、压力以及Ⅴ-Ⅲ比方面)的变化对本征GaN晶体以及电学性质的影响。
2． GaN材料的掺杂原理，掺杂条件的变化对材料的影响
(1)N型GaN材料：首先介绍掺杂剂的性质以及引入杂质在GaN禁带中的形成能。从理论上分析了N-GaN中杂质的特点，并从实验中得到验证：高温高压下生长N型GaN材料的晶体质量要好；高Si掺杂情况下，晶体质量和表面形貌恶化，这种情况下晶体的电学和光学性质都无法满足要求，所以了解掺杂极限一定程度上对器件制造作为参考。经过优化，在温度1080℃，压力500Torr，Si：Ga为303×10<'5>均匀掺杂下，所得到的样品电阻率达0.009Ωcm<'-2>，迁移率达240cm<'2>/Vs，背景载流子浓度2.98×10<'18>cm<'-3>，离化效率达0.903。
(2)P-GaN研究水平是GaN器件性能的重要标准，本文从微观晶体结构上阐述了P型GaN生长中，Mg对GaN晶格结构的影响。引用P型GaN材料中各种杂质替代Ga位置的形成能，来分析Mg掺杂浓度对晶体能带和电学性质的作用，并解释了P型GaN材料生长难度之大，迫切需要优化。从实验上分析了，生长温度、Ⅴ-Ⅲ比以及掺杂浓度对P-GaN材料影响，验证了低温、高掺杂使材料质量变差，但是高温下生长P-GaN一定程度上对有源区破加剧，而低掺杂下无法克服本征电子浓度高这一难题，最后经过优化，在温度980℃，Mg流量为0.25mol/L下，所得样品的XRD结果(002)面下351″， (102)面下397″，电阻率达2.3Ωcm<'-2>，载流子浓度达3×10<'17>cm<'-3>，迁移率达9cm<'2>/Vs，所以在外延工艺方面需要突破创新。
(3)P型GaN材料的Delta掺杂技术，Delta掺杂最早用于GaAs材料系优化生长，最大特点就是在等掺杂浓度下有更好的晶体质量和电学性质。本文在P-GaN材料的Delta掺杂方法上仔细的阐述了其优化机理，即一定程度上抑制了Mg杂质引起晶格扭曲和极性反转，在宏观上体现为样品表面金字塔结构缺陷明显减少。通过Delta掺杂技术，P型GaN材料质量有明显的提升，XRD结果在(002)面下314″，在(102)面下356″，电阻率为1.5Ωcm<'-2>，电子浓度为4.3×10<'18>cm<'-3>，迁移率为9 cm<'2>/Vs。
(4)一并介绍了预通氨对P型掺杂的影响，发现预通氨一定程度上降低了生长中样品的表面活性，使得Mg进入晶格替代Ga位置能力减弱。
(5)最后简单研究了InGaN中Mg掺杂特性，发现在随着温度的降低和掺In量的提高，空穴浓度也随之提高，但是同时低温下生长p-InGaN晶体质量较p-GaN差，最直接的表现在表面形貌上。
3．外延粗化是目前GaN基LED提高外量子效率的一重新兴手段，工序短、提升效果明显，在参考一些成功范例的基础上，进行了一些简单实验，在单层P-GaN材料之后进行外延粗化。分析其对P型GaN出光效率的影响。