GaN晶体材料因其具有较高的电子迁移率和热导率,高化学稳定性,耐腐蚀等优点,被广泛应用于光电子器件和高频微波器件中。目前器件大多是在蓝宝石、SiC等单晶衬底上进行异质外延制备而成,但由于外延生长的材料和衬底之间存在较大的晶格失配和热失配,导致依靠异质外延生长的GaN具有很高的缺陷密度,晶体质量不高,器件应用受到了不良的影响。高质量GaN基材料制备技术的发展,是推动GaN基材料应用的关键所在。目前,利用GaN模板同质外延GaN基半导体薄膜是获得高质量GaN基器件的最理想技术。但是同质外延并不一定能够使外延薄膜比模板的结晶质量好,而取决于模板中的残余应力情况与表面缺陷处理方法。因此,GaN微纳米模板的研究成为热点之一。本文利用光助化学湿法腐蚀,对Ga面GaN衬底材料中的缺陷进行选择性腐蚀研究,得到了不同形貌的微纳米GaN模板。并且通过光助化学湿法腐蚀N面GaN,制备出形状规则的微纳米GaN六棱锥模板。另外,GaN基LED的研究也达到了前所未有的高度。极性GaN基LED内强的极化场引起内量子效率的下降,成为限制其应用的主要问题。而非极性和半极性GaN的自发极化和压电极化很小,内量子效率高,引起了人们的强烈兴趣。本文利用腐蚀得到的高质量GaN六棱锥作为模板,生长半极性面InGaN/GaN多量子阱结构,从而获得了不同半极性面量子阱的多重发光。主要的研究内容和获得的主要结果如下：1.Ga面GaN微纳米模板制备及其物性研究。研究了腐蚀液浓度和光照强度对GaN衬底模板腐蚀规律和腐蚀机制的影响,研究了利用无电光助化学湿法腐蚀方法得到微纳米GaN棱锥模板的工艺条件。利用KOH和K2S2O8作为腐蚀液,在紫外光照下腐蚀GaN制备微纳米模板。在高浓度的KOH (1M)和低强度的紫外光照下,腐蚀出高质量的腐蚀坑和微纳米柱模板,通过腐蚀过程中样品扫描电镜(SEM)形貌的演化、高分辨X射线衍射(HRXRD)和单光阴极射线发光(CL)研究证实了腐蚀掉的是位错,留下高质量GaN。研究表明,此条件下的腐蚀以化学腐蚀为主。位错处原子排列无序,处于非稳定的化学结构,KOH容易优先与缺陷反应。在低浓度KOH和高强度的紫外光照下,对GaN衬底材料进行湿法腐蚀,成功制备了GaN棱锥模板。通过单光阴极射线发光(CL)研究发现此微纳米锥体阵列为包裹了位错的GaN晶体。根据锥体阵列的实际结构,研究分析了此条件下的腐蚀机理,以光助腐蚀为主,主要受光生载流子的影响。在腐蚀液KOH浓度低至0.1M时,GaN腐蚀样品表面形成大量的晶须,聚集成束,晶须揭露了位错。2.采用光助化学湿法腐蚀法,对GaN衬底材料的N极性面进行湿法腐蚀,成功制备了高质量微纳米GaN六棱锥衬底模板,并研究分析了六棱锥的形成机制。利用光助化学湿法腐蚀N面GaN,获得了由六个表面能稳定的半极性面{1011}构成的GaN六棱锥模板。系统研究了腐蚀液浓度、腐蚀时间和光照强度对模板形貌和性能的影响,得到了最优化的湿法腐蚀条件。通过高分辨X射线衍射(]HRXRD)和拉曼(Raman)光谱研究表明了GaN六棱锥模板具有更高的晶体质量和较低的应力。光致发光(PL)谱研究表明GaN六棱锥衬底模板的光学性能得到显著的提高,并研究分析了高发光效率的机制。本文还采用磷酸作为腐蚀液,腐蚀GaN六棱锥,得到了独特的十二面锥结构,该结构由{2023}和{22—45}两组晶面构成。3.利用腐蚀得到的微纳米GaN六棱锥结构作为衬底模板,采用MOCVD法在其上外延生长出InGaN/GaN多量子阱结构,其结构是由(0002)、{1101}、{1012}和{1122}多个面构成的多面体。通过能谱(EDS)研究表明棱锥之间的c向平面区域没有InGaN/GaN多量子阱沉积,其它晶面均有沉积,这与生长条件有关。室温变功率光致发光(PL)谱测试表明InGaN/GaN多量子阱发光峰位于448nm,随着光致发光(PL)激发功率的增大,半极性面上InGaN量子阱的发光峰的峰位几乎没有移动,证明了半极性面InGaN量子阱的内电场很小。通过单色阴极射线发光(CL)研究表明,从晶面的底部到顶部,发光峰逐渐红移,In组分逐渐增加,从而实现多重发光。。由此可见,利用GaN六棱锥作为模板,可以生长多个半极性面和合适In组分的InGaN/GaN多量子阱,有可能实现制作性能稳定的无磷高亮度白光LED。