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ZnO是一种新型的宽禁带氧化物半导体材料,具有直接带隙能带结构,室温禁带宽度为3.37 eV,对应近紫外光波段。同时,ZnO具有高达60 meV的激子束缚能,其激子在室温下可以稳定存在,易于实现室温或者更高温度下激子-激子碰撞的受激辐射。因此,ZnO是一种适合用于制作短波长发光器件,如蓝-紫光发光二极管（LEDs）和激光器（LDs）,的理想材料。ZnO还具有原料丰富、无毒无污染、热稳定性好、抗辐射性强、容易生长外延薄膜、能够进行湿法刻蚀、拥有完备的带隙宽度调节合金体系（ZnM:gO和ZnCdO）和体单晶ZnO衬底容易制备等优点。此外,ZnO还拥有各种各样的纳米结构,如纳米点、纳米线、纳米管、纳米带、纳米环等。这些ZnO纳米结构由于其优异的光电性能在纳米电子、纳米光电子、生物医药、气敏传感器等领域有广泛的应用前景。要实现ZnO在光电领域的广泛应用,首先必须获得性能良好的n型和p型ZnO材料。然而,ZnO是一种极性很强的半导体材料,天然为n型,人们通过掺杂已经获得了各方面性能优良的n型ZnO。但是实现高质量的ZnO的p型掺杂却异常困难,虽然目前已经取得了一些进展,但还存在诸多问题,仍然是制约ZnO实际应用的一个重要问题。本文的研究便是以如何获得性能良好的p型ZnO薄膜为初衷,深入探索p型掺杂机理。另外,要实现ZnO器件的广泛应用,优化器件结构设计和制备具有较低接触电阻的电极也是非常关键的一部分。因此,本文在获得了p型ZnO薄膜之后,还探索了p型ZnO薄膜的欧姆接触电极的制备,以及ZnO同质LEDs器件结构的设计。主要工作包括以下内容:1.采用磁控溅射法Li-N-H共掺杂技术实现了ZnO薄膜的p型转变,并研究了实现p型ZnO的温度窗口和掺杂机理。研究发现,Li掺杂的主要作用在于促进晶粒生长、稳定p型性能;N掺杂的主要作用在于降低p-ZnO的电阻率;H在薄膜生长过程中可以辅助受主掺杂,抑制Lii和LiZn-Lii等缺陷复合体的补偿作用、钝化N受主,提高Li、N受主掺杂的浓度。通过退火可以有效地驱除薄膜中的H杂质,活化受主,获得良好的p型导电性能。衬底温度在500～600℃范围内变化时,在中间温度区能够获得较好的p型电导。我们采用绝缘衬底在550℃温度下生长并通过退火处理得到的最优p-ZnO其电阻率为25.2Ωcm,Hall迂移率为0.5 cm2/（Vs）,空穴浓度为4.92×1017 cm-3。2.采用射频等离子体辅助金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在250℃低温下生长p型ZnO:N薄膜,并研究了N掺杂源对薄膜性能的影响以及p型性能对射频发生器功率的依赖性。研究表明,采用NO作为N掺杂源所生长的ZnO:N薄膜具有更好的结构性能和电学性能。射频发生器的功率对N掺杂ZnO薄膜的结晶质量、掺杂状况均有影响。只有在一个适当的射频功率条件下才能获得ZnO薄膜结构性能、电学和光学性能的平衡。3.采用非等离子体辅助MOCVD生长N掺杂p型ZnO薄膜,揭示了在非等离子体辅助的平衡条件下实现ZnO:N薄膜的p型转变的条件以及所生长的p-ZnO薄膜的性能对衬底温度的依赖性。研究发现,生长气氛中的N/O比例对于实现ZnO:N薄膜的p型转变非常重要,只有将N/O比例控制在适当的范围才能获得较好的p型性能。ZnO:N薄膜的结构性能和电学性能对于衬底温度呈现不同的变化规律。4.采用电子束蒸发法和圆形传输线模型（circular transmission line model,CTLM）并结合快速热处理法在p型ZnO薄膜上制备了Ni/Au和Ni/Pt两种欧姆接触电极,研究了其形成机理和接触处的电流输运机制。研究发现,采用Ni/Pt电极经450℃退火后可获得的最低接触电阻率为3.81×10-6Ωcm2。两种电极与p-ZnO之间形成欧姆接触的机理均为退火过程带来薄膜中受主的活化与界面处扩散反应所致。Ni/Pt电极由于在退火过程中会在电极金属近表面处形成了一层Pt-Ni合金保护层而具有更佳的性能。作者深入研究了Ni/Pt电极与p-ZnO:Li接触处的界面反应,提出了一个Pt-Ni-Zn/p+-ZnO/p-ZnO理论结构模型描述Ni/Pt电极与p-ZnO:Li接触处的载流子分布,合理地解释了该欧姆接触形成的机理。5.采用标准器件工艺制备了ZnO同质p-n结LED原型器件,该结构在I-V测试中显示出明显的整流特性。探索了ZnO薄膜的干法刻蚀工艺参数,结果表明,采用Cl2/Ar作为刻蚀气体得到的刻蚀表面粗糙度较小、刻蚀选择比较高。