20世纪以来,随着各种高科技技术的不断进步,人类社会进入了一个飞速发展的阶段,而半导体材料一直在这一进程中发挥着不可替代的作用。经过多年来的不断发展,继第一、二代半导体材料之后,第三代半导体材料以其显著的优点成为了近年来光电子材料领域研究的热点。宽禁带直接带隙半导体材料氮化镓(GaN),作为第三代半导体材料的典型代表,具有耐高温、抗辐射、导热性能好、发光效率高等突出特点,在制作高温、高频、大功率光电子器件等方面有着广阔的应用前景,吸引了大量研究人员的关注,从上世纪80年代以来不断取得了研究上的突破。金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术,作为目前应用广泛的GaN材料异质外延生长技术,更是成为了近年来的研究前沿和热点。研究人员针对MOCVD内部结构和气流场从理论上进行了模拟分析,提出了大量改进意见,以提高外延生长GaN薄膜的质量。但从实验角度进行的研究还比较少。本论文实验采用了德国AIXTRON公司生产的MOCVD系统,通过对喷淋头高度这一参数调整,得到不同的几组GaN样品。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)及白光干涉等表征测试手段对所有GaN样品进行了表征,分析了喷淋头高度影响GaN薄膜生长速率以及质量等指标的原因。获得了如下有意义的研究成果：1、喷淋头的高度显著影响了GaN薄膜的生长速率。通过对不同GaN薄膜样品厚度的测量,对比发现,喷淋头高度越高生长出的样品厚度越薄。因为所有样品的生长时间相同,所以厚度的变化反映了生长速率的变化。降低喷淋头的高度,可以提高样品的生长速率。2、研究发现,喷淋头高度较高生长出的GaN薄膜样品厚度比较均匀。通过白光干涉法测量薄膜厚度,每个样品分别取5个不同点,测量薄膜厚度的均方差反映出膜厚均匀性的差异。提高喷淋头高度,可以提高薄膜的均匀性。3、喷淋头较高的样品表面粗糙度低。这一结论是通过AFM对不同样品的测试得到的。但是由于生长出的样品厚度具有较大差异,也有可能是厚度原因影响了表面粗糙度,需要进一步通过生长相同厚度的样品比较分析。4、喷淋头高度较高生长出的薄膜样品晶体质量较差。通过测试样品的XRD半高宽分析看出,所有有样品的刃位错均为主要的位错类型,位错密度随着喷淋头高度的增高而明显增大,较高的位错密度将降低GaN基器件的性能和可靠性。