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GaN基宽禁带半导体材料由于其优越的物理和化学特性，在制备高温、高频、大功率微波电子器件方面具有巨大潜力和广阔的应用前景，GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)是目前国际上的研究热点。本文以GaN基HEMT材料发展中出现的问题和难点为主要研究对象开展工作。主要用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)技术生长出高阻GaN薄膜和基于高阻GaN的HEMT结构材料，并对其物性做了表征和分析，主要研究结果如下：
1、用独创的MOCVD外延工艺生长出高阻GaN外延薄膜，通过降低GaN成核层退火压力，并优化生长条件，获得了表面平整的高阻GaN薄膜，室温下方块电阻超过10<11>Ω/sq(仪器测量极限)，用变温Hall测量推算的结果为10<14>Ω/sq。从变温Hall结果分析显示高阻样品存在着深能级缺陷，XRD分析显示随着退火压力的降低，刃型位错密度显著升高。激光在位检测和原子力显微镜分析发现GaN成核层经过低压退火会形成密度很高的成核岛，而且没有岛状生长阶段。研究确认，得出降低退火压力会增加成核岛数量从而引入大量的刃型位错，这些刃型位错在GaN禁带中引入深的受主能级，对n型背景载流子起到补偿作用。
2、通过改变退火和生长温度获得了高质量的GaN沟道层，发现随着退火和生长温度的升高，GaN的迁移率显著提高，背景浓度明显下降。当温度达到1080℃时，迁移率最高为610cm<2>/V.s。
3、对Al<,x>Ga<,1-x>N/GaN异质结构势垒层Al组分进行了优化，发现随着势垒层Al组分的增加，异质结构材料的方块电阻会先下降后上升。当Al组分处于20％-25％时，电学性能最好。在此基础上，生长出了高质量的Al<,x>Ga<,1-x>N/GaNHEMT结构材料。Al<,0.23>Ga<,0.77>N/GaN异质结构材料室温时的二维电子气面密度为1.15×10<13>cm<-2>，迁移率达到1640cm<-2>/V.s。用生长的材料与北大微电子所合作研制出了基于高阻GaN的HEMT器件，并报道了直流特性。