GaN作为第三代半导体材料,具有禁带宽度大、击穿电压高、饱和电子漂移速度高等诸多优点,是制备高频大功率电子器件的理想材料。GaN材料存在金属极性和氮极性两种极性。当沿外延生长方向平行于c轴的Ga-N键是由Ga原子指向N原子,则该GaN的极性为金属极性,键的方向为[0001]方向。相反,若沿外延生长方向平行于c轴的Ga-N键是由N原子指向Ga原子,则该GaN的极性为氮极性,键的方向为[0001]方向。目前Ⅲ族氮化物高电子迁移率晶体管（HEMT）大多基于金属极性GaN基材料。但与金属极性材料相比,氮极性GaN基材料在HEMT制备方面具有其独特优势。氮极性GaN/AlGaNHEMT源、漏欧姆接触电阻更小,同时存在天然的背势垒。因此氮极性材料适用于高性能HEMT器件制备。然而,氮极性GaN材料表面形貌较差、容易产生裂纹,并且背景电子浓度较高,阻碍了氮极性氮化物器件的发展应用。针对上述问题,本论文利用MOCVD技术开展了无裂纹高阻氮极性GaN薄膜的外延生长研究,具体研究内容如下:1、氮极性GaN薄膜外延生长研究。实验发现,外延的氮极性GaN薄膜表面容易产生裂纹。根据外延薄膜表面裂纹分布情况,我们分析出裂纹的产生与加热丝温区的不均匀有关,即氮极性GaN材料内的应力状态对温区较为敏感。在此基础上,我们对加热丝温区进行了细致调整,最终实现了蓝宝石衬底上无裂纹氮极性GaN薄膜的外延生长。2、氮极性高阻GaN薄膜制备研究。系统研究了生长动力学对氮极性GaN薄膜电学特性的影响。实验结果表明,随生长温度的降低,氮极性GaN薄膜阻值会逐渐升高。然而,其生长温度不能过低,因为低温下氮极性GaN薄膜表面会非常粗糙,不能用于器件制备。此外,随生长压力的降低,氮极性GaN薄膜阻值变化趋势与温度对氮极性GaN薄膜阻值的影响趋势一致,即阻值随GaN薄膜生长压力的降低而升高,同时其表面形貌逐渐变差。我们也对氮极性GaN薄膜生长过程中的Ⅴ/Ⅲ比进行了优化,研究发现氮极性GaN薄膜阻值随生长Ⅴ/Ⅲ比的降低也逐渐增加,并且其表面形貌也随之改善。对于生长参数对氮极性GaN薄膜阻值的影响,我们从C杂质并入角度进行了分析。通过生长动力学调控,我们实现了氮极性高阻GaN薄膜的制备,其方块电阻为2.1×105 Ω/□。