非极性a面的AlGaN基Ⅲ族氮化物由于其沿生长方向的量子限制斯塔克效应（QCSE）得到抑制,因此在制造紫外线发光二极管（UV-LED）应用领域上具有优秀的潜力。本论文采用MOCVD技术,对半极性r面蓝宝石衬底上生长的非极性（）a面AlGaN薄膜的光电特性进行了深入研究。通过各种创新的生长技术实现了高质量非极性a面AlGaN薄膜的外延生长。例如采用In做表面活性剂、调制NH3流量、插入不同厚度的Al组分渐变的AlGaN中间层和插入Si Nx中间层。通过采用原子力显微镜（AFM）,阴极发光（CL）光谱,高分辨率X射线衍射（HR-XRD）,光致发光（PL）光谱和霍尔效应测试（Hall）表征了非极性AlGaN外延层的特性。以下是主要的研究成果:1.采用In表面活性剂辅助MOCVD技术,在半极性r面蓝宝石衬底上成功生长了具有双Mg N中间层的高质量非极性a面AlGaN外延薄膜,并通过AFM、CL光谱和XRD等手段对其进行了表征。表征结果表明,非极性AlGaN薄膜的表面形貌和晶体质量都强烈地依赖于在MOCVD生长过程中In表面活性剂的流量。事实上,CL光谱中与深能级杂质相关的跃迁得到了极大的抑制,这表明非极性AlGaN薄膜的晶体质量获得了显著提高。此外,通过优化In表面活性剂的流量,非极性a面AlGaN外延薄膜的表面粗糙度均方根值可降低至10.9 nm,说明其表面形貌得到了显著改善。2.采用MOCVD技术,在半极性r面蓝宝石衬底上成功生长了背景载流子浓度受到一定抑制的非极性a面AlGaN外延层。为了提高AlGaN外延层的表面形貌和晶体质量,本研究在高温生长的Al N中间层和未掺杂的非极性a面AlGaN外延层之间插入一层Al组分渐变的AlxGa1-xN（x=0.0–1.0）层,该插入层具有变化的Al浓度且层厚度控制在260至695 nm之间变化。并采用AFM,HR-XRD,PL,SEM和Hall对非极性a面AlGaN外延层的结构和光学特性进行表征。通过引入Al组分渐变的AlGaN插入层生长的非极性a面AlGaN外延层,其表面形貌和晶体质量得到了显著改善。实际上,测得AFM均方根（RMS）值大幅降低低至3.5 nm。而且发现室温PL的近带边缘发射光强度（NBE）与缺陷相关的发射光强度（黄带）之比具有较高的值（1.22）。另外,通过Hall测试获得了相对较低的背景载流子浓度,为-4.4380×1017 cm-3。3.采用MOCVD技术在r面蓝宝石衬底上成功生长了高晶体质量的非极性a面AlGaN外延层。并且利用HR-XRD,AFM和SEM深入研究了NH3流量对非极性a面AlGaN外延层的晶体质量和表面形貌的影响。表征结果表明,优化NH3的中断时间对于降低位错密度并改善非极性a面AlGaN外延层的表面形貌和晶体质量具有强有力的效果。实际上,通过调节优化NH3的中断时间,可实现AlGaN外延层的RMS值小至1.8 nm和位错密度低于2×10~9 cm-3。同时,XRD表征结果显示,c向和m向的X射线摇摆曲线峰的半高宽（FWHM）值可以分别从2410 arc sec减少到1512arc sec及从2355 arc sec减少到1645 arc sec。这些结果为我们未来制备高效率非极性AlGaN基的UV-LED打下了坚实的基础。