Ga₂O₃属于直接带隙半导体材料,拥有较大的带隙宽度,带隙值大约为5.0eV。Ga₂O₃薄膜具有透明导电性,属于半导体材料,可广泛应用于在紫外探测器、气敏传感器和光致发光等领域,近年来因此得到越来越多的关注。目前,Ga₂O₃薄膜材料的制备方法有多种,如激光脉冲法、化学气相沉积法、金属有机无化学气相沉积法、分子束外延法和磁控溅射法等。其中,磁控溅射法制备的薄膜,具有良好的致密性、较强的附着力,制备时所需的衬底温度低、沉积速率比较快、有利于大面积沉积和工业化生产等优点,因此本文采用磁控溅射法,主要研究内容如下:本文采用射频磁控溅射的方法,以陶瓷Ga₂O₃靶作为溅射靶材,其纯度不低于99.999%。选择高阻Si和石英上做衬底,制备Ga₂O₃薄膜。使用台阶仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜和原子力显微镜等测试设备表征薄膜性质,研究溅射功率、溅射气压、衬底温度、沉底材料和溅射时间等对Ga₂O₃薄膜性质的影响。发现,功率为100或150W时,气压为0.5Pa,衬底温度为300℃,溅射时间不低于2小时,在高阻硅和石英衬底上均可得到性能较好的Ga₂O₃薄膜。采用上述工艺参数,在高阻硅和石英衬底上制备Ga₂O₃薄膜,将所制备的薄膜在氧气氛中退火处理,时间为2小时。使用台阶仪、XRD、AFM和UV-vis等测试设备表征薄膜性质,研究退火温度对Ga₂O₃薄膜的影响。结果表明,1000℃的是较为理想的Ga₂O₃薄膜退火条件。以陶瓷Ga₂O₃靶和MgO靶作为靶材,其纯度均为99.99%,利用两个靶材交替射频磁控溅射的原理,在高阻Si和石英衬底上,制备MgO掺杂的Ga₂O₃薄膜,将制备所得的薄膜在氧气氛中退火处理,时间为2小时。利用台阶仪、XRD、UV-vis和PL等测试设备表征Ga₂O₃薄膜性质,探索掺杂浓度和退火参数,对MgO掺杂Ga₂O₃薄膜的影响。结果表明,掺杂浓度对薄膜的结构和光学性质都有影响,1000℃退火可以改变薄膜的结晶特性,提高薄膜光学特性。