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在近年来的半导体材料发展中,Ⅲ族氮化物在其中扮演了重要的角色。其中的GaN已经被广泛应用,而同族的InN的研究热潮正在掀起。InN在Ⅲ族氮化物中具有最小的有效电子质量、最大的电子饱和速率、最小的带隙和最高的电子迁移率等优异特性。这些独特的性质使得InN在太阳能电池、探测器、高频器件等领域有着广泛应用前景。Ⅲ族氮化物半导体能形成具有直接带隙的连续合金体系,带隙范围可从0.7 eV(InN)到6.2 eV(AlN)。在InGaN三元体系中,通过合适的组分控制可以实现0.7～3.4 eV的带隙可调,由此可以制备出近乎覆盖整个太阳光谱的太阳能电池。但是由于InN的分解温度低等限制,使得用传统技术生长高晶体质量的InN薄膜和富In组分的InGaN薄膜非常难以实现。本文采用PE-ALD生长InN和InGaN薄膜材料。针对InN的生长,本文寻找了生长的ALD窗口,对生长温度、等离子体功率、生长衬底等都进行了探究。本文首先研究了 ALD生长的温度窗口;接下来,由于PE-ALD不同于传统的热ALD,本文也针对等离子体的功率进行研究,观察射频功率对晶体质量的影响;对基本的生长参数进行优化之后,本文选择了几种不同的生长衬底(Si、Al2O3、GaN、ZnO)进行InN的生长探究。通过XRD及高分辨XRD的结果发现,当温度在250℃,等离子体功率为200 W时,生长在ZnO单晶衬底上的InN具有最好的晶体质量。XRD Phi扫描结果显示,InN与衬底ZnO的(10-11)峰的信号位置完全一致,这说明了 InN与单晶ZnO衬底的晶体学取向完全一致,证实了 InN在单晶ZnO衬底上实现了外延生长。HR-TEM的结果显示生长的InN与ZnO的晶格位点的比值为11:12,而这个结果与InN与ZnO的晶格失配的值完全一致。这个结果表明了在生长初期InN在ZnO表面完全弛豫,进一步证实了InN在单晶ZnO衬底上的外延生长。在建立了较好的InN的生长条件基础上,本文进行了 InGaN的PE-ALD生长工艺探究。由于三元材料的特殊性,本文设计了两种生长配方。一种方法为InN和GaN原子层交替生长,通过控制两者的周期数来调控组分(数字化方案);另一种方法为In和Ga源依次通入后再通入N等离子体源,通过调控In源和Ga源的脉冲时间来调控组分(混源方案)。本文结果显示,混源方案更容易实现In组分的控制。最后,本文使用InGaN尝试制备了太阳能电池。