近年来,GaN基LED在晶体生长、薄膜生长和器件制备等技术方面已取得重大突破,并已被广泛应用到景观照明和背光显示等领域,但距离真正进入巨大的家庭照明市场还有很长一段路要走,还需进一步提高器件的光电性能和降低价格。与常用的GaN异质外延衬底蓝宝石和SiC相比,Si衬底具有价格便宜、工艺成熟、易获得大尺寸和容易去除以制备垂直器件等优势,同时Si衬底也存在一些缺点,即与GaN材料之间存在巨大的晶格失配和热失配,这使得在外延生长的GaN材料中存有大量的失配位错,进而影响LED器件的光电性能。近年来本实验室虽已成功研制出Si衬底GaN基LED并推向了产业化,也打破了原有的LED市场格局,但Si衬底LED器件外延生长和器件制备方面还有许多工作要做,例如Si衬底的晶向切偏角对GaN薄膜质量的影响尚未进行深入的研究,而对于Si衬底GaN薄膜的位错研究也较少。故本论文主要在两方面做了一定的研究：一是在精确测量Si衬底的晶向切偏角的基础上,研究了衬底切偏角度对Si衬底GaN基LED外延膜的影响；二是研究了不同Si衬底上GaN外延膜的位错。主要获得了以下成果：1、利用X射线衍射法对Si(111)、Si(111)+1°和Si(111)+2°三种衬底的晶向进行了精确测定,在证实了本实验中三种衬底的切偏角不会影响下一步研究工作的同时,也成功将这种方法利用到了LED领域。2、研究了衬底切偏角度对Si衬底GaN基LED外延膜生长的影响,利用XRD、AFM和荧光显微镜等测试手段对外延膜的晶体质量、应力应变、表面形貌和量子阱信息四个方面进行了表征,结果表明：Si(111)+1°衬底上的外延膜在晶体质量、应力应变和小范围内表面平整度等方面与Si(111)不偏衬底相当或更好,而在大范围内表面平整度和量子阱中In组分均匀性方面稍差,而Si(111)+2°生长的外延膜质量明显变差。由此可以推断切偏角度在小于1°之内是合适的衬底取向范围,在此范围优选衬底取向应可提高外延膜质量。3、对Si(111)高阻、Si(110)低阻和Si(110)高阻三种衬底上外延膜位错进行了研究,根据XRD测试结果计算得出上述三种样品的位错密度分别为1.5715×109、2.0257×109和1.0399×109。但Si(110)高阻衬底上的外延膜在XRD测试结果中半峰宽最大,且计算结果显示螺位错密度大于刃位错密度,本文推测其与Si(110)高阻衬底的掺杂有一定关系。4、利用H3PO4腐蚀液对上述三种样品的位错密度进行了研究,首先探究了每组样品的最佳腐蚀时间和温度,在此基础上对腐蚀坑的尺寸大小和形状特性进行了观察。