为了探究磷（P）元素在掺杂金刚石薄膜中的作用,本文采用第一性原理计算和微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）实验制备的方法,对磷掺杂金刚石薄膜的形成机理和制备进行了深入的研究。在理论计算方面,运用第一性原理计算的方法计算了磷置换掺杂金刚石的形成能和能带,研究了磷原子在全氢终止和具有活性位的氢终止金刚石（001）表面上的吸附和迁移行为。根据电荷分布、Bader电荷转移和态密度（DOS）等计算,详细分析了P原子吸附前后P原子和C原子的电荷和磁矩的变化,以及它们之间的成键情况。在实验制备方面,以PH₃为掺杂源进行了磷掺杂金刚石薄膜的制备,并通过原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱（Raman）进行了表征。通过计算和实验,得到以下结果:计算结果表明,磷原子可以以置换的形式进入金刚石晶格,并会引起金刚石晶格的变形。P原子掺入后,使金刚石由间接带隙变为直接带隙,并显示出n型半导体特性。磷原子不能稳定吸附在全氢氢终止金刚石（001）表面,但可以稳定吸附在具有活性位的氢终止金刚石（001）表面,并可以在具有三个活性位的金刚石（001）表面迁移,迁移激活能约为1.72 eV。实验结果表明,PH₃的加入对金刚石薄膜的表面形貌有着一定的影响。随着PH₃通量的增加,金刚石晶粒取向由（111）变为（110）,（110）取向晶粒的尺寸会增大。适量的PH₃可以提高薄膜的生长率。