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GaN基Ⅲ族氮化物由于其在从紫外到可见波段高效光电器件制作中的成功应用而成为半导体材料研究领域的前沿课题之一。本文利用配有近垂直入射激光反射在位监测的卧式MOCVD在c面蓝宝石衬底上生长六方相的GaN薄膜，围绕提高本征GaN外延层质量的目的，开展了具体如下的工作： (1)在MOCVD设备上搭建了一套单波长近垂直入射激光反射在位监测系统。结合具体的生长过程，对在位监测曲线进行合理的解释。通过对在位监测曲线的分析，确定GaN生长速率以及外延层的厚度，并利用监测曲线实时标定缓冲层的厚度。对在位监测曲线进行量化分析，得到高温生长时GaN折射率，及GaN生长过程表面粗糙度的变化，与AFM测试的结果比较吻合。 (2)以在位监测为辅助工具，研究了蓝宝石衬底氮化的影响。在大源流量流下，研究了GaN缓冲层各生长参数的影响规律，发现对缓冲层生长影响显著的条件有生长Ⅴ／Ⅲ比、生长温度、退火时的氨气流量。而缓冲层生长压力、退火压力及退火时间的影响相对较小。在小反应源气流下，发现对缓冲层生长影响显著的条件包括生长Ⅴ／Ⅲ比，生长压力，缓冲层厚度，退火时氨气流量及退火速率。而Ga源流量，退火压力及的影响相对较小。以优化的缓冲层生长条件得到质量有明显改善的GaN外延层，GaN薄膜的(0002)面双晶DC-XRDω扫描的半高宽为6arcmin。 (3)研究缓冲层生长压力对缓冲层生长、外延层生长及形貌变化的影响。发现缓冲层的生长压力变化对退火后缓冲层表面的状态影响极大，增大缓冲层生长时的反应室压力可以明显提高外延GaN的晶体质量和光学质量。通过SEM分析，发现提高缓冲层生长压力时，高温GaN生长明显经历了从三维生长到二维生长的过渡，晶体质量明显提高。发现高温生长前样品的表面状态对随后生长的GaN生长机制及最终外延层中的位错密度有很大影响。缓冲层退火后形成的粗糙的，成核密度低的表面最适于生长高质量的GaN外延层。对于增大缓冲层生长压力提高GaN外延层晶体质量的可能机理做了解释。