本论文使用KrF准分子激光器（波长为248nm，频率为5Hz）作为光源，以Ta掺杂TiO₂为靶材，在石英玻璃衬底上制备了Ta掺杂TiO₂薄膜，在基底温度为300℃条件下成功制备Ta掺杂TiO₂透明导电薄膜。X射线衍射（XRD）测试表明薄膜的晶相为锐钛矿结构，在经过真空退火（-10⁴Pa）后，实验表明适量的掺杂（4mol.%Ta）可以降低具有N型导电特性Ta掺杂TiO₂半导体薄膜的电阻率，通过调节激光能量密度,氧气分压和基底温度，真空退火（450℃-650℃）条件下，薄膜呈现锐钛矿结构，成为光电性能优越的透明导电薄膜，其电阻率为8.7-10⁴·cm，载流子浓度为4.7×1021cm3，迁移率为1.19cm2v-1s-1，在可见光范围内透过率达到80%。这些结果表明Ta掺杂TiO₂是一种具有很大潜力的透明导电氧化物。本论文的主要内容包括以下五个部分第一章，简单介绍了半导体物理基本知识，TiO₂的物理性质，研究现状以及制备的方法。第二章，介绍了Ta掺杂TiO₂靶材以及薄膜的制备，薄膜性能的表征实验方法。第三章，研究退火温度对Ta掺杂TiO₂薄膜的晶体结构，电学性质，表面形貌以及光学特性的影响。第四章，制备了具有表面柱状结构的Ta掺杂TiO₂薄膜,并研究了退火温度对表面形貌的影响。第五章，对本文的研究工作进行了总结，并基于目前的研究进展，对以后的研究进行了一定的展望。