氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料，室温下带隙宽度为3.37eV，激子束缚能为60meV，其在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器、短波长激光二极管方面具有广阔的应用前景。自1997年ZnO室温受激发射现象的发现，全世界范围内掀起了ZnO材料的研究热潮。2001年ZnO自组装纳米线阵列紫外纳米激光器的实现也引起人们对ZnO纳米材料与器件的研究热情。目前，尽管ZnO光电器件的研究已取得了较大的进展，但人们在ZnO材料生长、p型掺杂等方面依然存在诸多困难。　　 本论文针对目前利用MOCVD制备ZnO薄膜的材料质量的控制问题，就ZnO低温缓冲层的制备，缓冲层的退火，和ZnO高温外延层的生长进行了基本探索。研究表明氧气流量的变化将显著影响MOCVD生长ZnO缓冲层的质量，而退火条件对ZnO缓冲层性能的改善及对外延生长也起着重要的作用，外延温度和衬底材料是决定ZnO外延层质量的关键因素。取得的主要研究结果如下：　　 1、研究了MOCVD生长ZnO缓冲层的结构与性质随氧流量的变化规律。结果表明：随O2流量增加ZnO薄膜生长速率先提高后降低，碳杂质有所减少，晶体质量先提高后降低。PL显示随O2流量增大带内深能级发光带强度逐步增强，带边发光峰强度也有较大变化，薄膜光学质量先提高后退化。霍尔测量表明随氧流量增大，薄膜电阻率逐渐增加。实验表明不同氧流量对MOCVD生长的ZnO薄膜多种性质都有规律性影响，氧流量的优化是MOCVD生长ZnO薄膜的先决条件。　　 2、探索了退火压力和退火温度对MOCVD系统生长的ZnO缓冲层的结构与性质的影响。结果表明：随退火压力的增加和退火温度的提高，表面颗粒逐渐增大，表面粗糙度逐渐减小，表面更加平整：XRD测量(0002)衍射峰FWHM值逐渐减小，薄膜C轴晶格取向一致性逐渐提高；PL带边峰强度逐渐减弱。可见，退火压力和退火温度对ZnO缓冲层具有规律性影响，选择合适的较高的退火压力和退火温度对缓冲层处理将有利于我们进一步得到更好的ZnO外延层。　　 3、研究了不同氧源，不同生长压力和生长温度制备的ZnO缓冲层对高温外延的影响。AFM测量表明，较高生长压力和生长温度下制备的缓冲层对ZnO外延更为有利，以氧气为氧源比以笑气为氧源制备的缓冲层对外延更为有利。我们还对比了低温缓冲层，缓冲层退火后，及生长外延层的Raman谱图，可以看到退火后缓冲层ZnO的E2-high振动强度增强，高温生长外延层后ZnO的E2-high强度增强更加剧烈，这也说明我们可以获得较好质量的ZnO外延层。XRD摇摆测量也表明较高压力和较高温度下生长缓冲层对提高ZnO外延层的晶体质量更为有利。　　 4、通过对外延层生长条件的初步探索可以得知，在较大的气体流量，较高的生长压力和生长温度，生长较长的时间下外延层表面颗粒尺寸更大，更加平整。以蓝宝石为衬底能得到表面更加平整的ZnO外延层，但由于高温下Al的扩散会使ZnO外延层的n型本征载流子浓度提高。