Ⅲ族氮化物材料其带隙可从0.7eV到46.2eV连续可调的特性,加之直接带隙对于光电应用的优越性,使其能够成为发展近红外-可见光-紫外波段半导体光电器件的最优材料之一。近年来,随着对GaN基LED的大量广泛研究和应用,蓝绿光光电二极管的制备技术已经比较成熟。并且GaN基的第三代半导体材料和器件也已逐步走向产业化。对于InGaN材料的LED、LD以及InGaN/GaN量子阱的研究也日趋完善。然而,影响器件性能的关键因素在于材料的生长与质量。研究Ⅲ族氮化物材料的生长结构与其中光学相关性质对光电器件的发展有重要的科学意义。高分辨X射线衍射(HRXRD), JSM7000F场发射扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM),阴极荧光联合分析系统(CL)等是研究Ⅲ族氮化物晶体结构和光学性质的几种有效分析手段。在本论文中,采用以上多种表征手段针对Ⅲ族氮化物量子阱结构的生长和其结构与光学上的表征展开了研究和探索,并对PECVD法生长氮化硅薄膜工艺进行了优化。研究的主要内容和结果如下：1.利用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)在C面蓝宝石衬底上采用低温GaN缓冲层,改变生长条件的控制,生长出了不同生长温度条件下的InGaN/GaN异质结结构。根据XRD衍射ω/2θ扫描峰位结合Vegard定律推算出InGaN/GaN异质结中In组分的大致含量。由样品的摇摆曲线半峰宽(FWHM)探讨样品结晶质量。结果显示,不同的生长温度会对量子阱材料中的In组分含量产生影响。样品中In组分变化范围从0.13到0.23,实现通过温度对组分的可控。但是伴随着组分的变化,薄膜材料的摇摆曲线半高宽也产生了变化,表示薄膜材料中的晶体质量有所变化。同时在部分样品的XRD衍射ω/2θ扫描峰位中观察到多的峰位,这现象可能是由于薄膜材料中In组分的分布不均匀造成的。结合能谱仪(EDS)和SEM形貌图观测得到薄膜表面In组分的分部情况图,证明薄膜材料中确实存在In组分的分部不均匀。2.通过SEM表面扫描,结合AFM表面形貌。观察到InGaN/GaN异质结结构在不同温度下生长方式的变化。总结得到随着温度的升高,薄膜材料生长从三维岛状生长方式转向二维平面生长方式。并且根据SEM图,样品被分为弛豫型与假晶型两种,并利用SEM切面扫描图得到InGaN/GaN异质结结构中每层结构的精确厚度以及波动。利用拉曼散射技术得到两类样品中的声子振动模式,并结合基于三元半导体ABxC1-x的MREI模型(MREI)研究了样品中的残余应变。通过PANalytical X’PertEPITAXY4软件模拟得出优化条件生长的InGaN/GaN多层量子阱结构组分信息。3.利用CL Mapping图和SEM形貌图对应的关系,探究了InGaN/GaN异质结结构中,发光与形貌的关系。分类了三种缺陷坑,并分别对三种缺陷坑的形貌性质、发光性质进行分析。结合薄膜样品厚度的波动,对样品发光特性有所探讨。4.研究了用PECVD法生长的氮化硅薄膜生长速率与各个参数的关系。以及各个生长参数对氮化硅薄膜材料质量的影响。探讨其薄膜生长规律,得出氮化硅薄膜生长工艺最优条件。