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高Al组分AlGaN(Al组分大于40％)是制备深紫外发光和探测器件不可替代的半导体体系。在白光照明、消毒净化、生化检测、紫外日盲探测等领域有广泛应用。由于与AlGaN晶格匹配度良好、具有宽的禁带宽度和高的热导率，AlN被广泛用作AlGaN材料的缓冲层，其晶体质量很大程度上决定了AlGaN和量子阱有源区的表面形貌和位错密度。因此高质量的AlN模板是降低AlGaN基发光器件结构中位错密度和提高器件性能的关键和基础。高阻GaN外延层的制备是研制GaN基电子器件的基础，对其输运性质有重大的影响。本论文围绕AlN和高阻GaN外延薄膜的MOCVD生长开展了系统的研究工作，并着重研究了AlN薄膜生长的缺陷控制机理和高阻GaN中的深能级。主要的研究成果总结如下: 1.开展了基于三周期大温差高低温调制方法的AlN薄膜外延生长研究，发现该方法能极大减少AlN中贯穿位错密度（包括螺型和刃型）。获得的AlN外延膜ω-X射线衍射摇摆曲线(XRRC)(002)面衍射峰半高宽(FWHM)达311 arc sec，(102)面FWHM达548 arc sec，原子力显微镜测量表明其具有原子级平整的表面，表面粗糙度RMS达到0.145 nm(3μm×3μm); 2.确认三周期高低温调制法的高质量AlN的实现途径为二维-三维生长模式的交替过程;位错主要减少于第一个周期处，途径为位错弯转进而发生合并，形成位错环以及湮灭行为;第二、三个周期对位错减少不起显著作用，但不可或缺，作用为张应力释放，有利于AlN单原子台阶表面的维持; 3.研究了两种不同类型高阻GaN(包括位错自补偿法高阻GaN和掺C法高阻GaN)外延薄膜的MOCVD生长，通过高温电学测量，外推出在室温下两者的方块电阻都达到了1015Ω/sq，并得到两种高阻GaN的激活能分别为0.85eV和0.87eV，即两种高阻GaN均存在0.85 eV附近的深能级缺陷。初步开展了这两种高阻GaN样品的热激电流谱研究，并对这些深能级可能的来源进行了指派。