Al N作为第三代半导体的典型代表,其宽达6.2 e V的直接带隙可以实现波长低至200 nm的紫外透射。其次,Al N能与Ga N形成带隙宽度在3.4 e V到6.2 e V之间任意调变的Al Ga N三元合金材料,被广泛应用于高频大功率电子器件和深紫外LED等领域。另一方面,当利用传统蓝宝石作为衬底直接外延生长Al Ga N基器件时,两者之间因晶格失配和热失配会导致Al Ga N中产生较多的位错缺陷,给器件性能带来致命的影响。此问题可以通过在Al Ga N与蓝宝石之间插入Al N缓冲层来解决。可见,蓝宝石衬底上生长的高质量单晶Al N在深紫外光电子器件领域已成为关键性材料。本论文围绕高温退火有效提升c面和m面蓝宝石上Al N材料的结晶质量以及高温退火对Al N晶体结构的影响展开系统性研究。首先,研究了高温退火c面蓝宝石上Al N材料。（1）随着退火温度从1400℃升高至1700℃,Al N的（0002）面和（10（?）2）面XRD半峰全宽（FWHM）均逐渐减小。因退火后晶体质量提升紫外透过率明显增大。此外,Al N晶格受压应力随退火温度的升高而增大,而压应力会使晶格发生畸变,Al-N键长缩短,改变了晶体中周期场的分布,进而影响能带结构,因此压应力的增大使其禁带宽度变大。由于退火温度升高晶粒重结晶更明显,样品表面均方根（RMS）粗糙度变大。（2）1700℃、5h退火后,c面蓝宝石上Al N随着薄膜厚度从200 nm增加至500 nm,（0002）面FWHM从109 arcsec降至52 arcsec,（10（?）2）面FWHM从300 arcsec降至200 arcsec。由于蓝宝石/Al N间晶格失配和热失配问题,界面具有引入压应力的作用,且该影响随薄膜厚度的增大逐渐减小,因此薄膜厚度增大晶格受压应力逐渐减小,致使Al N禁带宽度逐渐减小,说明界面对Al N的结晶质量和晶体结构具有很大影响。其次,本论文m面蓝宝石上制备的Al N呈半极性特征。（1）经1700℃、5h退火后,随着薄膜厚度从300 nm增加至1000 nm,Al N晶体质量没有明显变化趋势,但与未退火样品相比,晶体质量均明显提升,其中500 nm厚Al N的（11（?）2）面FWHM从5500 arcsec降至760 arcsec,（11（?）0）面FWHM从3450 arcsec降至400 arcsec。然而,退火后各样品晶格所受应力均由张应力演变为压应力,且该压应力随薄膜厚度增大逐渐减小,致使其禁带宽度减小,这同样是由界面对Al N的影响随薄膜厚度的增大逐渐减小所致。退火后晶体质量改善紫外透过率因此得到明显提升。（2）随着退火时间从1h延长至5h,Al N（11（?）2）?面晶体质量得到明显提升。晶格受压应力随退火时间的增加呈先增后减趋势。经AFM表征得知Al N表面形貌从退火前的条状形貌演变为退火后的锯齿状方块形貌,晶粒重结晶使台阶变大,致使RMS粗糙度变大。