GaN基异质结构以其优越的物理和化学性能，成为高温、高频、大功率和抗辐照电子器件最有潜力的半导体材料体系之一。AlxGa1-xN/GaN异质结构由于其高的迁移率和电子浓度而被广泛应用于电子器件，其材料的生长和相关器件的制备和研究已成为当今国际研究的热点领域，具有极其重要的科学意义和应用价值。而晶格匹配的InxAl1-xN/GaN(x=0.18)异质结构具有极强的自发极化效应和无逆压电效应等独特优势，在新一代微电子和光电子器件应用上具有非常好的前景，目前也成为Ⅲ族氮化物半导体领域的研究热点。本论文主要开展了高质量AlxGa1-xN/GaN和晶格匹配InxAl1-xN/GaN异质结构的金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长研究，并研究了其微结构和电学性质。主要结果如下：　　 1.研究了在MOCVD生长过程中采用In辅助生长对GaN外延薄膜电学性质的影响。研究发现在GaN的生长过程中通入TMIn，一方面导致大量的Ga空位相关缺陷的形成，Ga空位缺陷作为受主杂质会大量补偿GaN中的背景电子，导致其电子浓度的下降；另一方面，由于TMIn的增加，而使得生长过程中Ⅴ/Ⅲ比逐渐下降，Ⅴ/Ⅲ比的下降会导致大量N空位的产生，N空位作为一种施主会增加GaN中的背景电子浓度。这两种机制共同作用决定了在In辅助生长GaN外延薄膜中的背景电子浓度的变化趋势。　　 2.通过优化生长条件，制备了室温下2DEG最高迁移率达到2100 cm2/Vs，浓度为1.01×1013cm-2的Al0.25Ga0.75N/GaN异质结构。研究了AlxGa1-xN/AlN/GaN异质结构生长过程中，AlN插入层后对AlxGa1-xN/GaN异质结构微结构和电学性质的影响。结果表明，一个恰当厚度的AlN插入层，除了能够减小AlxGal1-xN势垒层中的合金无序散射外，还能够有效降低AlxGa1-xN势垒层中的位错密度，从而减小AlxGal1-xN势垒层由于局域应变导致的不均匀性，抑制了由不均匀的应变引起的压电极化电场的不均匀性。而不均匀的压电极化电场会增强对2DEG的散射作用。因此，恰当厚度的AlN插入层能够减小这种极化电场的不均匀性对2DEG所引起的散射，从而提高2DEG的迁移率。　　 3.制备了InGaN沟道的Al0.25Ga0.75N/In0.03Ga0.97N/GaN异质结构，其室温下的2DEG迁移率和面电荷密度分别为918 cm2/Vs和1.18×1013cm-2。并且研究了Al0.25Ga0.75N/In0.03Ga0.97N/GaN异质结构的电学性质随温度的变化关系。研究发现，对于AlxGa1-xN/InyGa1-yN/GaN异质结构而言，由于InyGa1-yN的压应变导致在InyGa1-yN/GaN界面处形成了一层负的极化电荷。这层负的极化电荷作为电子阻挡层阻碍了下面GaN并行电导的贡献，能够提高器件在高温下的工作性能。　　 4.采用MOCVD生长获得了高质量的晶格匹配的InxAl1-xN/GaN异质结构，研究了其Ni/Au肖特基接触的栅极反偏漏电特性。研究发现In0.173Al0.827N/GaN异质结构的肖特基接触漏电流密度比Al0.25Ga0.75N/GaN异质结构高2个数量级。进一步研究发现在InxAl1-xN势垒层中的Ⅴ型坑下面的螺型或混合型位错处存在In富集。In富集导致这些螺型或混合型位错变成了高电导的漏电通道，从而大大地增加了InxAl1-xN/GaN异质结构中的栅极漏电流。由于InGaN基材料中也存在In富集现象，因此推断In在螺型或混合型位错处的富集是导致含In合金材料器件大的栅极漏电的主要原因。