作为优秀的第三代宽禁带半导体材料,GaN基材料在电子器件领域和光电器件领域中都具有非常广阔的应用市场。Ga N基发光二极管（light-emitting diodes,LEDs）的发光波长可以覆盖近红外波段到紫外波段,更是在白光照明、紫外、绿光等占据极其重要的定位。但是,由于目前氮化物材料主要采用异质外延生长,材料与衬底之间晶格失配和热失配较大,导致Ga N基材料中存在大量位错,而且大部分位错会沿材料生长的方向延伸,材料的晶体质量差。这些位错是非辐射复合中心,会导致LED的发光效率降低。为了解决上述问题,改善氮化物的结晶质量,我们对c偏m面（简写为c/m）斜切蓝宝石衬底上外延生长的氮化物进行了研究,主要研究内容和成果如下:首先、我们研究了斜切衬底对AlN材料晶体质量的影响。我们分别在c/m 0°、c/m 1°和c/m 4°斜切蓝宝石衬底上磁控溅射300nm厚Al N样品,并对样品进行未退火、1000℃和1100℃氮气氛围退火处理。测试结果显示,斜切角度增大有利于样品中位错密度减小,可有效改善样品的晶体质量;经过1000℃退火处理后的c/m 4°Al N样品为最优,高分辨率X射线衍射（HRXRD）测量样品（002）面摇摆曲线（XRC）的半高宽（FWHM）为345.24arcsec,（102）面FWHM为3595.32arcsec,计算得到该样品中的位错密度为7.22×10¹⁰ cm^-2,晶体质量最优,表面较为平整,粗糙度1.33nm。其次,我们研究了不同斜切角度对LED材料质量的影响。我们分别在c/m 0°、c/m 1°、c/m 2°、c/m 3°、c/m 4°、c/m 5°、c/m 6°蓝宝石衬底上生长LED结构,并采用HRXRD、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱（Raman）和光致发光谱（PL）对斜切LED结构的样品进行了测试与表征。HRXRD测试结果显示:当斜切角度小于c/m 5°时,随着衬底斜切角度的增大,材料的晶体质量呈现出一致的改善趋势;当斜切角度大于c/m 5°时,样品的晶体质量不再保持改善的趋势,最优情况c/m 5°样品的（002）面FWHM为219.6arcsec,（102）面FWHM为262.08arcsec,c/m 5°样品中的位错密度为4.61×10⁸cm^-2,降低为c/m 0°样品中位错密度的10%。AFM表征结果显示:样品的表面粗糙,呈现独立大晶粒的形貌特点,为3D生长模式。拉曼测试结果表明随着样品斜切角度的增大,样品中压应力逐渐变大;PL光谱测试结果显示样品的PL发光峰普遍发生红移。最后,我们研究了引入磁控溅射AlN成核层后,不同角度衬底对LED材料质量的影响。我们分别在c/m 0°、c/m 1°、c/m 2°、c/m 3°、c/m 4°、c/m 5°、c/m 6°蓝宝石衬底上磁控溅射生长Al N成核层,随后生长LED结构,并对斜切LED结构的样品进行了测试与表征。测试结果显示:随着衬底斜切角度的增大,材料的晶体质量呈现出一致的改善趋势,但当斜切角度大于c/m 4°时,样品中的螺位错明显增多,总位错密度改善幅度极小。AFM测试结果显示,斜切角度小于c/m 4°的样品生长模式为2D生长模式,表面呈现台阶形貌;而c/m 4°样品转变为3D生长模式,表面没有台阶形貌,粗糙度有所减小;继续增大斜切角度。样品的表面形貌发生严重恶化。并且插入磁控溅射Al N成核层对样品的晶体质量以及表面形貌的改善效果显著。综合以上测试结果以及大角度斜切样品的制备成本,我们认为斜切角度为c/m 4°样品最优,样品中总位错密度为4.36×10⁸cm^-2,降低为平片样品中位错密度的40.7%。