ZnO是一种具有纤锌矿晶体结构的直接宽带隙半导体材料，禁带宽度为3.37eV，室温下激子束缚能高达60meV，高于ZnSe和GaN。是一种理想的蓝光半导体材料，因此其研究被称为“低温蓝光工程”，在诸如气敏传感受器、光电探测器、声表面波器件、电致发光器件、发光二极管、太阳能电池等光电器件方面具有较大的应用潜力。生长ZnO薄膜的方法很多，可采用诸如：磁控溅射、分子束外延、脉冲激光沉积、金属有机化合物气相沉积、喷雾热解等方法。本文采用我们自己组装设计的具有自主知识产权的MOCVD系统，生长出了高质量的ZnO薄膜。我们所做的工作如下：1、以DEZn和O2为源，利用MOCVD系统在C-Al2O3衬底上生长出了高质量的ZnO薄膜，衬底温度580℃、反应室压力480pa、Ar(作为携带DEZn的载气)流速为1.25×10-4mol/min、氧气流速为6.0×10-3mol/min。由原子力显微镜图可见薄膜表面平整，颗粒均匀细密，测得薄膜的电阻率为0.209Ω·cm，迁移率为8cm2/V·S，载流子浓度为-3.73×108cm-3，表面生长的薄膜为低阻n型导电；XRD分析表明：ZnO (0002) 面衍射峰峰位在2θ=34.48°处，其半高宽FWHM为0.184°，根据布拉格方程，可计算薄膜中平均晶粒尺寸D=47.12nm；室温Raman谱中，只观测到了E2(high)模式和A1(LO)振动模式，说明ZnO薄膜形成良好的纤锌矿结构；在室PL谱中出现ZnO薄膜的强的带边发射峰和弱的深能级发射峰，带边发射峰位于3.28eV，两处峰的强度比值为40:1，说明生长的ZnO薄膜具有较高的光学质量。2、此外，我们在衬底温度为610℃、反应室压力为180pa、DEZn流速为6.25×10-5mol/min，氧气流量依次为3×10-3mol/min、8×10-3mol/min、2×10-2mol/min的情形下进行了ZnO薄膜的生长研究。XRD谱表明，具有六方晶系纤锌矿结构的ZnO薄膜的(0002) 衍射峰被观察到，分别位于2θ<WP=59>=34.56°，34.50°，和34.48°。对于C样品，生长的ZnO薄膜除(0002)面衍射峰外，还有位于2θ=47.52°的（）面衍射峰出现，并且随着生长过程中氧气流量的增加，(0002)面衍射峰峰强逐渐减弱，（0002）峰的半高宽依次为0.20°、0.26°和0.30°。在当前生长条件下，随氧气流量的增加，ZnO薄膜结晶质量在下降，由单一c轴取向薄膜已转成多晶薄膜。随O2气流量的增加，生成的ZnO薄膜表面的平均晶粒尺寸变小，柱状晶粒尺寸更加均匀，粗糙度变小，表面更加光滑平整，对于A、B、C三种样品，其均方根粗糙度数值分别为47.16nm，23.59nm，9.04nm。ZnO薄膜在He-Cd激光器激发下室温PL谱显示，随着氧气流量的增加，深能级发光峰明显减弱。这表明，ZnO薄膜的光致发光特性更重要的不是依赖于薄膜的微观结构质量，而是依赖于薄膜中的Zn、O组份配比。3、最后，我们在衬底温度为600℃、反应室压力为210pa、氧气流量180sccm、氩气（携带DEZn）流量2sccm的条件，通过改变冷阱的温度、从而改变实际反应时Zn源的浓度，进行ZnO薄膜的富锌生长研究。通常人们认为光荧光谱中观察到的深能级复合发光来源包括：导带和离子化的Zn空位（VZnx）之间的复合、施主（Zni）与受主（VZnx）之间的复合、导带和氧空位（Vo）之间的复合、ZnO晶体中的填隙Zn离子（Zni）和价带的复合以及导带和O错位（OZn）之间的复合。从薄膜的室温PL谱中可以看出，深能级跃迁发光峰的强度是依次减弱的。从而也可知，在此种条件下生长的ZnO薄膜，其深能级跃迁发光峰的强度与薄膜中VO和Zni关系不大，即导带和氧空位（Vo）之间的复合、填隙锌（Zni）和价带的复合对深能级发光峰强度的贡献不是很大。另外由于氧原子半径大于锌原子半径，因此形成填隙氧（Oi）的可能性较小，所以Oi缺陷与深能级跃迁发光关系也不大，我们可以认为与样品深能级跃迁发光关系较为密切地是VZn×和OZn缺陷。