ZnO基光电器件的巨大市场潜力激发了ZnO材料的研究热潮。实现ZnO高效、稳定、可控的p型掺杂并得到ZnO同质p-n结结构是目前制约ZnO材料在光电子领域应用的主要障碍。制备具有低阻、高迁移率的优质p型ZnO薄膜并研究其掺杂机理对ZnO材料的基础研究及器件应用均具有重大意义。本论文选用两种简单的常压方法，即超声喷雾热解法及溶胶凝胶法制备ZnO薄膜。通过研究薄膜生长及热处理条件对ZnO基薄膜晶体结构、光学及电学性能的影响规律，探索ZnO基薄膜结晶性能、载流子传输机制及光电性能的控制方法，并探讨ZnO薄膜的p型掺杂机理。本研究在ZnO薄膜晶体生长机理及生长技术、化合物半导体的掺杂技术及掺杂机理等方面的研究成果，将对促进相关学科及应用领域的发展产生积极影响。　　 由于ZnO中存在诸多本征施主缺陷(如氧空位Vo和间隙锌Zni)，对受主掺杂产生高度自补偿作用，并且受主杂质固溶度很低，受主能级较深，使ZnO本征为n型半导体，很难被制成优质的p型半导体。薄膜生长方法也是影响薄膜物理性能的关键因素。喷雾热解法工艺简单、易于掺杂、适于大面积成膜。为提高受主掺杂浓度，以获得优质的p型ZnO半导体薄膜，本研究利用超声喷雾热解法的优势并结合N-Al共掺杂技术制备p型ZnO薄膜。通过调整前驱体溶液配比及沉积温度实现了对薄膜导电类型的控制。变温Hall效应测试表明，在200K至450K之间，p型ZnO薄膜的导电机制主要为电离杂质导电，500K以上本征导电机制起主导作用。晶体结构和微观形貌结果表明，所得ZnO基薄膜表面光滑，结构均匀致密无孔洞。通过光致发光和阴极射线发光两种测试手段研究了ZnO基薄膜的发光特性，结果显示p型ZnO薄膜在380nm附近存在强的本征带边发射，而与结构缺陷相关的可见发射很弱，表明薄膜具有较高的光学质量。大量实验数据表明，采用超声喷雾热解法结合N-Al共掺杂技术在常压、低温条件下生长ZnO薄膜，可有效抑制自补偿作用，显著提高受主浓度，有利于p型掺杂的实现。　　 为研究热处理对ZnO薄膜结构及光电性能的影响规律，进一步探讨ZnO薄膜的p型掺杂机理，本论文系统研究了热处理条件对薄膜晶体结构、光学和电学性能的影响。结果发现，在本研究采用的热处理条件范围内，ZnO薄膜的晶体结构变化不大。然而，薄膜的发光性能受热处理气氛的强烈影响。根据ZnO中各种本征缺陷浓度与热处理气氛中氧分压的依赖关系，认为Zn0的绿光发射来源于施主缺陷氧空位。通过研究晶界对ZnO薄膜绿光发射特性及电学性能的影响，认为USP法多晶Zn0薄膜的p型导电本质可能与晶界掺杂有关。　　 为实现对薄膜结晶质量和结晶取向的控制，以制备高结晶质量、取向性ZnO薄膜材料，本论文采用sol-gel法结合籽晶层的诱导作用制备ZnO薄膜。结果表明，籽晶层对ZnO薄膜的晶体结构，微观形貌及结晶取向特性具有明显影响。籽晶层的插入使Zn薄O膜的结晶质量显著提高，并且薄膜沿c轴单一取向生长，同时具有更加致密的内部结构。这一研究成果对于控制和提高薄膜结晶质量具有重要意义，同时也为减少薄膜内部缺陷，实现Zn0薄膜有效、可控、稳定的p型掺杂奠定了基础。