紫外辐射探测技术可以应用在太阳紫外线监测、火焰探测、生物学研究、紫外天文学以及无线通信等许多领域，现在已经开始受到广泛的重视。SiC、GaN和ZnO等宽禁带半导体材料紫外光电探测器具有“可见光盲”和室温工作等特点，因此得到较为充分地研究和应用，但是它们同时存在价格昂贵和制作工艺复杂等问题。TiO2同样是宽禁带半导体材料，锐钛矿结构的TiO2禁带宽度为3.2eV，有可能实现探测器的“可见光盲”特性，同时这种材料还具有优秀的物理、化学和光学性质。射频磁控溅射技术可以溅射化学配比理想的TiO2靶材，从而使生长的薄膜具有好的化学计量比，另外该技术制备的TiO2薄膜具有良好的均匀性和致密度，薄膜与衬底附着力强，因此很有希望应用在紫外光电探测器制作上。　　 本论文采用SP-2型射频磁控溅射系统在石英和硅衬底上制备TiO2薄膜，利用XRD、Raman、AFM、SEM、XPS、分光光度计和椭偏仪等各种技术对薄膜性质进行表征。论文系统地讨论了射频功率、溅射气体流量、薄膜厚度、热退火和衬底类型对TiO2薄膜的晶体结构、表面形貌、光学常数和化学计量比的影响。通过优化各项参数，制备适合用于光电探测器制作的TiO2薄膜。优化后的薄膜制备参数为：射频功率200W、Ar溅射气体流量120sccm、薄膜厚度约150～200nm、600℃空气或氧气中退火2h以上。优化条件制备的TiO2薄膜具有锐钛矿单相结构，结晶度较高，平均晶粒尺寸大于70nm；薄膜均匀、致密，表面粗糙度RMS约为1nm；薄膜具有较好的化学计量比，氧空位数量很少。　　 本论文在优化的TiO2薄膜上制作MSM结构光电探测器，探索不同叉指间距和不同肖特基接触电极对探测器Ⅰ-Ⅴ特性、响应光谱和光电导增益等各项器件性能的影响。制作的探测器具有低的暗电流(～pA)、高的击穿电压(>200V)和大的紫外可见抑制比(103～104)，在光电导增益得到明显抑制的情况下获得了较大的紫外响应度(>0.1A/W)和归一化探测率(D*～1013 cm·Hz1/2/W)。样品中不同位置探测器单元的性能均匀一致，探测器具有良好的稳定性和使用寿命。　　 较大叉指间距的MSM结构探测器虽然响应度减小，但是器件具有更低的暗电流和光电导增益以及更高的紫外可见抑制比。Pt肖特基电极探测器具有较低的暗电流和光电导增益，在5V偏压下器件的暗电流低至1.28 pA，对应暗电流密度为0.91 nA/cm2，这是目前国际上TiO2探测器中报道的最好结果。高功函数肖特基金属的选择、薄膜高结晶度和理想化学计量比导致的更低表面态以及所制备薄膜的低本征载流子浓度，是导致磁控溅射制备的TiO2薄膜探测器具有低的暗电流和光电导增益的主要原因。本论文同时讨论了光电导增益的形成机理，认为紫外光照下光生空穴被薄膜表面陷阱束缚引起肖特基势垒的降低以及较高偏压下器件内部部分的雪崩行为是导致器件光电导增益的主要原因。　　 考虑到溅射TiO2薄膜制作的探测器性能较好以及器件制作工艺简单、易于光电集成、成本低廉等优势，这类探测器具有广泛的紫外探测应用前景。