InAlN三元合金材料是制备高电子迁移率晶体管（HEMT）的理想材料,其a轴晶格常数在In N a轴晶格常数（0.3533 nm）和Al N a轴晶格常数（0.3112 nm）之间连续可调,根据Vegard定律可知In组分为17%时InAlN能够实现与GaN a轴晶格常数（0.3189 nm）匹配,可用于制备晶格匹配的InAlN HEMT器件,这为提高电子器件尤其是高频毫米波器件性能和可靠性提供了更大可能。然而,高质量InAlN材料的外延生长存在技术挑战。InAlN是由In N和Al N两种材料构成,而In N与Al N的晶格常数差大（0.0421 nm）,使得InAlN材料中存在较大的混溶隙,外延生长时容易出现相分离和组分不均匀等问题。其次,In N和Al N的最优外延生长参数存在较大差异,In N材料的金属有机物化学气相沉积（MOCVD）生长需要低温、高V/III比。而Al N材料则相反,其MOCVD生长需要高温、低V/III比。因此,InAlN材料的外延生长窗口较窄。要实现高质量InAlN材料的外延生长,需要对其生长动力学进行细致研究。为掌握InAlN材料的外延生长动力学调控规律,本论文开展了InAlN材料的MOCVD外延生长研究。具体研究内容如下:1、InAlN薄膜组分调控研究。研究结果表明,在未通入Ga源情况下,InAlN薄膜生长过程中仍存在大量的Ga并入。我们对Ga原子来源及非故意并入机理进行了分析,之后通过消除反应室内的残留Ga实现了纯InAlN薄膜的外延生长。在此基础上,系统研究了生长动力学对InAlN薄膜组分的影响。实验结果表明,升高生长温度、生长压力以及降低气相V/III比都有利于InAlN薄膜中In原子并入。通过生长参数调控,实现了In组分3.7%至18.4%范围内InAlN薄膜材料的外延生长。对于生长条件对InAlN薄膜组分的影响,我们从生长动力学角度进行了分析。2、InAlN薄膜表面形貌特性研究。实验系统研究了生长温度、生长压力和气相V/III比对InAlN薄膜表面特性的影响。实验结果表明,随着温度升高InAlN薄膜表面粗糙度会逐渐降低,我们认为这与生长温度升高引起InAlN薄膜生长速率降低以及In组分降低有关。此外,InAlN薄膜表面形貌会随生长压力及V/III比的降低而改善,我们认为这与低压、低V/III比条件下原子横向迁移速率提升有关。通过生长工艺优化,我们实现了表面平滑的InAlN薄膜的外延生长,其表面2×2μm~2面积内的均方根粗糙度为0.65 nm。