GaN基LED作为一种新型的固态光源,具有低功耗,长寿命,高发光效率等优点,在显示、照明、指示方面发挥着越来越大的作用。尽管GaN基LED具有许多性能上的优点,但是仍然有许多的问题有待解决,例如p-GaN材料的激活,p型透明电极的制备以及器件可靠性的相关研究。本文研究了GaN基LED制备过程中的关键工艺,器件电学特性的退化以及影响器件发光特性的内在机制,为制备高亮度GaN基蓝光LED铺平了道路。主要的研究工作和成果如下:1.充分考虑H在GaN材料中可能发生的反应,并对其中的可逆反应进行了深入的讨论。结合p-GaN中H通过补偿受主杂质从而影响p型掺杂浓度的作用机制,对n-GaN材料中H的作用机制进行完善和扩展。2.研究了在空气和氮气中p-GaN材料的退火实验,实验表明,在氮气中退火后,p-GaN材料中大量的H还会留在体内,只是在退火后会形成某种含H稳定物,而这种含H稳定物在受到外界热应力的作用下分解,从而使Mg-H络合物重新生成,导致p-GaN材料的微分电阻的增大。而在空气中退火后,大部分的H从材料体内析出,导致材料内的H含量显著的减少,所以能够形成的含H稳定物也就更少,因此其微分电阻基本不受外界热应力的影响。3.讨论了GaN基LED制备过程中的关键工艺,系统阐述了欧姆接触的制备,研究了不同退火气氛中Ni/Au欧姆接触的退火模型,并进行了分类、总结。对空气中退火的Ni/Au电极进行了微结构分析。通过实验证实了Ni和Au在p型欧姆接触中所起的作用是不同的,分析发现,Ni的作用是形成欧姆接触,而Au的作用是提供传导路径,从而提高Ni/Au薄膜的传导性。4.研究了小电流下GaN基LED的I-V特性,进一步完善了传统的扩散-复合理论,提出了空穴引起的隧穿电流模型。研究了大电流应力下GaN基LED的退化,分析发现,亚阈值区电流的退化是由浅能级缺陷引起的。p-GaN表面在电应力作用下出现裂纹,直接影响到p型电极表面形貌,导致串连电阻增大,从而引起正向导通区的退化。通过对反向截至区的退化研究发现,小反偏压下的退化主要是由缺陷辅助隧穿引起,而大反偏压下的退化主要是由带间直接隧穿引起。5.研究了GaN基LED器件结构和材料特性之间的关系,通过EL谱分析,发现了材料极化场与载流子屏蔽效应之间相互竞争的关系,此外,还研究了热效应对GaN基LED峰值波长的影响。