氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料，室温下带隙为3.3eV，激子束缚能为60meV。ZnO因其优越的光电特性在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器件和短波长激子型激光器等方面具有广阔的应用前景。目前，已掀起氧化锌半导体材料的研究热潮，研究论文数量的急剧增加可以说明这一点。1997年在全世界范围内报道了ZnO室温受激发射现象。2001年ZnO自组装纳米线阵列紫外激光器的实现也引发了人们对ZnO纳米材料与器件研究的极大兴趣。同时，不少实验已经证明ZnO具有较强的抗辐射损伤能力，使得它在空间应用方面具有广阔前景。而ZnO易被所有的酸碱腐蚀，也为制备小尺寸器件提供了可能。另外，ZnO和GaN具有相同的晶体结构和相近的晶格常数，因此可以用作GaN外延生长的衬底并已获得高质量的GaN外延薄膜材料。同时，ZnO基材料与器件的研究已取得了令人鼓舞的突破性进展，同质发光二极管已得到初步实现，发展ZnO基材料与器件已成为当前半导体科学技术研发的热点。 目前有很多生长氧化锌半导体材料的方法，其中包括磁控溅射、化学气相输运、水热生长法、分子束外延、脉冲激光沉积、金属有机源气相沉积，还有氢化物和卤化物气相外延等。经过努力，通过射频磁控溅射、分子束外延、脉冲激光沉积以及金属有机源气相沉积可以获取较高质量ZnO薄膜材料。另外在衬底选择上也很重要，目前使用最广泛的是玻璃、宝石、硅、金刚石和GaAs。为了减小外延ZnO和相关薄膜的应力和位错密度，相近的晶格匹配衬底有利于材料的生长。ZnO的异质外延普遍采用蓝宝石衬底，主要是(0001)方向(基面或c面)，或者是(1120)a面。现在已经可以在SiC、CaF2和ScAlMgO4上生长ZnO和相关氧化物了。 本文针对ZnO材料的特点，就材料的生长机理和优化技术，探索高质量ZnO材料的LP—MOCVD生长技术。在不同温度条件下，利用低压金属有机源化学气相沉积LP—MoCvD系统制备ZnO薄膜，对在氧源离化和非离化两种状态下生长的ZnO薄膜材料开展了相关的比较研究。通过X射线衍射XRD、原子力显微镜AFM、低温光致发光谱等方法研究了离化参数与生长速率、晶体质量、表面结构以及光学特性之间的相互关系，实验研究发现射频等离子体离化对薄膜生长速率等参数有明显的影响，通过优化相关离化实验参数可以极大的改进和提高材料的结构和光学性质。同时，采用Ar和N2气分别作为ZnO金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的载气，详细研究了不同载气对ZnO外延薄膜生长机制、结构和性质的影响。研究表明，相比于氮气，采用Ar作为载气可以获得较高的生长速率。通过原子力显微镜(AFM)发现不管对应离化状态或非离化状态，采用N2作为载气均可以显著的改善生长薄膜的表面平整度。XRD测量也表明N2气氛能有效地改善ZnO单晶的质量，在一个较大的温度范围内均得到沿(0002)择优取向的单晶薄膜；而对Ar气氛，实验发现除了优化温度下得到择优趋向的单晶外，其余均存在其它取向的衍射峰。低温PL谱显示离化状态下Ar气氛有利于提高ZnO薄膜的光学性质，而对非离化状态，N2气氛较为有利于获得较高光学性质的ZnO薄膜材料。基于以上两种载气，再选择氢气为载气，发现对应非离化状态下材料的生长速率明显比较快，而且氢气气氛下显著的改善了材料表面平整度。