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GaN基半导体材料因其拥有很大的带隙宽度、高的击穿电场、高的电子饱和漂移速度以及强的抗辐射能力等优点,普遍应用于高温、高功率的微波器件和各类光电子器件中,如AlGaN/GaN HEMT器件和InGaN/GaNLED器件。本文利用MOCVD方法,在蓝宝石(A1203)衬底上生长了GaN基半导体材料,系统地研究了退火工艺对GaN外延薄膜阻值和位错等微观形态的影响,通过提出低阻GaN外延薄膜和高阻GaN外延薄膜的形成机理模型图,详细地阐述了GaN外延薄膜呈现不同阻值的原因。同时,还研究了退火温度对InGaN/GaN多量子阱的晶体质量、表面形貌以及发光性质的影响,较为全面地了解了退火温度对InGaN/GaN多量子阱的影响规律。具体的研究结果如下所示：利用MOCVD方法,通过改变生长过程中成核层退火阶段的反应室压力和退火时间,在A1203衬底上制得了不同阻值的GaN外延薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、高分辨x射线衍射(HRXRD)和透射电子显微镜(TEM)对所生长的GaN薄膜的表面形貌、位错密度和位错形态进行了研究。结果表明,GaN的电阻率与位错形态之间存在必然联系,由此建立了模型来解释两者之间的关系。由于刃型位错附近存在负电荷,因此可为电子提供传导通道。在低阻GaN中,绝大多数位错发生弯曲和相互作用,在平行于基底方向上形成负电荷的导通通道,GaN薄膜的电导率较高。在高阻GaN中,位错生长方向垂直于基底,负电荷很难在平行于基片方向上传导,GaN薄膜的电导率很低,由此得到高阻GaN。综合分析AFM、HRXRD、PL及Hall测试结果,确定了生长高质量高阻GaN外延层的退火时间为5min,从而优化了退火时间。利用MOCVD方法,在A1203衬底上生长了InGaN/GaN量子阱,并分别采用710℃C、740℃C和8400C对样品进行退火处理获得不同的样品。利用HRXRD、AFM、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)系统地研究了退火温度对InGaN/GaN量子阱晶体质量、表面形貌和光学性质间的影响规律。结果表明：较低的退火温度可使InGaN/GaN量子阱的表面起伏降低进而改善其晶体质量,而随着退火温度的升高InGaN/GaN量子阱的表面起伏会增大使其晶体质量恶化。同时,InGaN/GaN多量子阱在热退火作用下,三个样品中In原子的热扩散运动显著并且在三个样品表面都会产生Ga元素富集现象。同时,InGaN/GaN量子阱经退火处理后,光致发光谱因压应力释放而会发生蓝移现象。由此断定了热退火处理会对InGaN/GaN量子阱内的元素分布和能带结构产生影响。