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随着Ⅲ族氮化物外延技术的发展和器件制备工艺的进步,基于GaN的各类光电子器件发展迅速。为满足高性能大功率GaN基光电子器件和电力电子器件的要求,制备更少缺陷更高质量的GaN材料是必要且具有挑战性的。在蓝宝石衬底上异质外延生长的GaN的位错密度较高,降低位错的方法主要有侧向外延技术和图形化蓝宝石衬底,这些方法工艺复杂,制作成本较高,而原位生长的非晶SiNx也能对GaN材料中的穿透位错起阻挡作用。基于此,本论文提出了一种缺陷优先钝化法来降低蓝宝石衬底上异质外延GaN的穿透位错密度。另一方面,低温AlN薄膜常用于晶体管中作为绝缘层和界面层,常使用ALD的方法来制备,其生长速率较慢,原材料浪费较严重。此前,我们实验室对MOCVD设备进行了半面进气改造,理论上可实现类似于ALD的进气模式。在此基础上,本论文使用MOCVD半面进气模式生长低温AlN薄膜,并研究了它的生长特性和AlN薄膜的表面形貌、结晶性以及光学特性等。论文主要内容如下:（1）为降低蓝宝石衬底上异质外延GaN的穿透位错密度,我们提出了缺陷优先钝化法。首先在蓝宝石衬底上外延GaN籽晶层,然后使用湿法腐蚀的方法在籽晶层表面产生位错坑,再放入MOCVD设备中原位生长SiNx插入层和第二层GaN,通过非晶SiNx优先填充位错坑阻挡穿透位错的向上传播,第二层GaN的位错密度大幅降低。在此缺陷优先钝化法中,湿法腐蚀的条件和SiNx插入层的生长条件是降低位错的关键。我们系统地研究了SiNx生长时间和湿法腐蚀位错坑尺寸、深度对降低GaN位错的影响,并讨论了此方法降低位错的机理:非晶SiNx对位错的阻挡作用。最后通过优化第二层GaN的生长条件,进一步降低了GaN晶体的穿透位错密度。相比于传统两步法,此方法制备的GaN外延片的穿透位错密度降低了一个数量级。（2）我们利用改造后的MOCVD设备使用半面进气模式在异质衬底上生长了低温AlN薄膜,并研究了AlN薄膜的厚度随生长温度、TMAl和NH3流量以及不同衬底的变化。结果表明在330370℃,AlN薄膜的生长速率随TMAl和NH3流量的增加不再增加,即具有自限制生长效应。在图形化蓝宝石衬底上生长了AlN薄膜表明这种方法也具有很好的保形性。进一步地,我们研究了AlN薄膜的材料密度、表面形貌随温度的变化。随着生长温度的增加,AlN薄膜的平均晶粒尺寸增加、表面粗糙度增加,因为随着生长温度的升高,AlN生长模式向岛状生长转变。材料密度也随着生长温度的升高而增大,这可能是由于更高的生长温度导致TMAl和NH3反应更完全。最后我们还研究了AlN薄膜的结晶性和光学特性,在生长温度为350400℃时,生长的AlN薄膜为纤锌矿型多晶,且会优先生长（002）面。AlN薄膜的光学禁带宽度会随着生长温度的上升呈增大趋势,这可能是由不同温度下生长的AlN薄膜的材料密度和厚度不同导致的。