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GaN材料具有禁带宽度大，击穿场强高、热导率高、耐腐蚀和抗辐照的优势。而AlGaN/GaN异质结界面处存在高密度和高迁移率特性的二维电子气。因此，AlGaN/GaN异质结是微波器件和电力电子器件的理想材料。由于GaN材料同质外延衬底较难获得，AlGaN/GaN异质结构通常采用异质外延方式生长。通常情况下，用于制作微波功率器件的AlGaN/GaN材料通常采用SiC或蓝宝石衬底外延生长，而GaN基电力电子器件则通常采用Si衬底材料。本文主要研究使用金属有机化合物化学气相沉积(Metalorganic Chemical VaporDeposition，MOCVD)在不同衬底上生长的AlGaN/GaN外延结构的生长工艺优化。论文的主要内容如下：1.为改善蓝宝石衬底上外延的AlGaN/GaN材料的电学性能，优化了高阻GaN缓冲层的生长条件。主要研究了成核层生长过程中反应室压力、载气类型以及成核层厚度等条件对GaN缓冲层电学性能的影响。得到的优化条件为：N2为载气，反应室压力500torr，成核层生长170s。此条件下制备的高阻GaN缓冲层方块电阻可达1.98×1010Ω/□。2.为了提高蓝宝石衬底上外延的AlGaN/GaN的界面质量，通过Fe掺杂制备高阻GaN缓冲层。研究了Cp2Fe流量和Fe掺杂GaN层厚度对GaN缓冲层晶体质量和电学特性的影响。得到的优化条件为：Cp2Fe流量为68μmol/min，掺杂30min，此条件下得到的GaN缓冲层方块电阻可达1×1010Ω/□，GaN缓冲层厚度约为2μm。3.为了在Si衬底上外延生长高质量的GaN材料，研究了AlN缓冲厚度对GaN晶体质量的影响。对Si衬底上AlN缓冲层表面形貌以及生长速率的影响因素进行了系统的研究，改善了AlN缓冲层生长条件。得到的AlN缓冲层优化条件为压力为30torr，TMAl=76μmol/min，V/III为1700，H2流量为16slm。在优化的AlN缓冲层上外延了晶体质量较好的GaN。XRD测试得到的(0002)面FWHM为681arcsec、(10-12)面FWHM为728arcsec4.为了提高蓝宝石衬底上外延的AlGaN/GaN的迁移率和面电子浓度，对AlGaN/GaN结构进行了优化。首先，研究了成核层生长条件不同的GaN缓冲层基底对异质结构的电学性能的影响。发现在优化的成核层生长条件下得到的异质结构的载流子迁移率相对较高，为1230cm2/(V s)。其次，研究了Fe掺杂GaN缓冲层的V/III，Fe掺杂时间和异质结的电学性能的关系。得到的生长条件为Fe掺杂30min，V/III为1870时，迁移率和面电子浓度相对较高。采用了AlN插入层技术，对AlN插入层，AlGaN势垒层厚度对异质结的影响进行了研究。AlN生长60s，AlGaN生长420s时，异质结的电学性能相对较好，迁移率为1560cm2/(V s)，载流子浓度为1.1×1013cm2/(V s)。5为了探索SiC衬底上外延GaN的生长条件，在SiC衬底上外延了GaN外延层。测试了GaN的晶体质量，表面形貌和c轴晶格常数。为了研究SiC对GaN的影响，使用XRD双晶ω扫描测试了GaN。XRD双晶ω测试表明，GaN的(0002)的FWHM为390arcsec，(10-12)的FWHM为579arcsec。表面粗糙度为0.524nm。c轴晶格常数为0.5182nm。