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GaN半导体材料是继Si和GaAs之后的第三代半导体材料，它的优良性质使其在微电子和光电子领域有广阔的应用前景。GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，如何获得高质量大尺寸的GaN外延薄膜对研究者来说仍然是一个巨大的挑战。目前我们用分子束(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)来制备GaN。其中用HVPE技术制备GaN的速度是最快的，适合制备衬底材料；MBE技术制备GaN的速度最慢；而MOCVD的制备速度适中、生长的外延层平整性好、纯度也高，随着我们对MOCVD反应室的不断改进，是层次高的外延技术。因而我们广泛应用MOCVD外延生长GaN材料。 本文首先综述了本课题的研究背景和意义，然后对GaN材料的生长和MOCVD做了一下简单的介绍。本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法外延生长GaN基材料，我们围绕着以提高GaN外延层的质量和均匀性为目的，主要在以下两个方面展开工作： 1.研究了用MOCVD在蓝宝石衬底上外延生长GaN时，各种生长参数的影响规律。发现了在高温生长的初始阶段，较高的压力，更有利于降低GaN晶核小岛的密度，增大它的体积。大而且分布稀疏的GaN小岛，可以降低由于小岛合并而产生的各种晶格缺陷。反应室气压为200Torr时，蓝宝石衬底上的GaN外延层的(002)面和(102)面的的ω扫描的FWHM分别为286arcs和427arcs，大于400Torr时的276arcs和377arcs；随着N2在载气当中比例的增加，(002)面FWHM的变化不是很明显，而(102)面衍射峰的半波宽的变化比较明显，且明显增大，而方块电阻随着N2比例的增加也急剧增大；Ⅴ/Ⅲ比也是外延GaN生长工艺过程中的重要参数，测试结果说明，降低Ⅴ/Ⅲ后OaN薄膜样品的质量有所下降；通过减少NH3的流量来减少Ⅴ/Ⅲ比比通过减少TMGa的流量可以更有效的改善外延薄膜的质量。所以我们可以粗略的认为，要生长高质量的GaN外延层，需要高的Ⅴ/Ⅲ。然而在高温生长的初始阶段，减少NH3后，可能由于岛的密度降低，岛的体积增大，岛的合并被有效的延迟，这样就可以降低这种由于岛的快速合并而产生的线缺陷。 2.研究了GaN基HEMT材料的生长，分别选用了SiC和蓝宝石衬底，发现了在SiC衬底上生长的HEMT，材料缺陷密度较低，晶体质量高，均匀性也比较好。