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近年来氧化镓（Ga2O3）作为新兴的宽禁带半导体材料受到广泛关注,适用于制备高功率晶体管和日盲紫外光电探测器。氧化镓具有高禁带宽度（4.8-4.9eV）、高临界击穿电场8MV/cm和四倍于氮化镓（GaN）且十倍于碳化硅（SiC）的巴利加优值（BFOM）,在高功率电子器件方面具有很大的潜力。当前Ga2O3基金属-氧化物-半导体场效应管（MISFET）已实现了3.8MV/cm临界击穿电场,超过传统GaN、SiC的理论上限,但器件仍存在着性能（如击穿电压、工作温度和漏电流）不足、导通电阻较大以及高电场下栅介质层漏电流大等诸多问题。为进一步提升Ga2O3基MISFET的器件性能,本文对器件制备中的关键工艺进行研究,重点研究了MOS栅界面质量改善。1.本文首先对Ga2O3基MISFET器件的工艺流程进行了研究,设计了合理、有效地制备流程,并绘制了相应的器件版图。其次本文对器件制备的必要工艺进行了摸索性研究,包括氧化镓预处理工艺、氧化镓欧姆接触工艺、ALD淀积、Ga2O3的光刻和剥离工艺。通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）对β-Ga2O3单晶和高k材料进行了表征研究。2.针对MISFET器件中的栅介质制备,本文采用高介电常数的Hf基高k材料（包括HfO2和不同组分比的HfAlO）替代传统的Al2O3、SiO2栅介质,研究HfO2高k材料应用于氧化镓MISFET器件的优缺点。首先通过XPS分析了Hf基高k/Ga2O3的能带结构,发现HfO2/Ga2O3存在较小的导带带偏（1.31 eV）和负价带带偏（-0.5 eV）,这可能导致严重的漏电流问题,接着HfAlO/Ga2O3对此加以改善,通过调控Al组分线性地调节HfAlO薄膜的带隙和调节HfAlO/Ga2O3的带偏,实现较大的导带带偏（1.42-1.53 eV）和正价带带偏（0.19-0.48 eV）,从能带角度更适用于氧化镓MISFET器件。其次I-V测试发现HfO2和HfAlO均实现较大的等效电场强度,HfO2具有比Al2O3大的泄漏电流,而有着最小栅泄漏电流的HfAlO更适用于氧化镓器件。最后经C-V分析发现:（1）HfO2/Ga2O3 MOS电容的栅氧化层具有较大的介电常数22和接近Al2O3/Ga2O3的界面态密度1.51×1012 cm-2eV-1(Al2O3/Ga2O3:1.54×1012 cm-2eV-1),有效降低EOT和栅介质层各种非理想电荷;（2）HfAlO/Ga2O3 MOS电容的栅氧化层具有适中的介电常数15（居于Al2O3和HfO2之间）和较小的非理想电荷,但也具有略大于Al2O3和HfO2的界面态密度(2.34×1012 cm-2eV-1),这归因于ALD淀积HfAlO薄膜的工艺条件有待改善;（3）对Ga2O3 MOS电容的漏电机制拟合分析表明:Ga2O3电容在正向高电压下多为肖特基发射机制和F-N隧穿机制主导,在负压下大部分区域为F-P发射机制主导。本文提出的Hf基高k栅介质适用于于Ga2O3器件的MOS栅介质,可有效降低栅介质层的EOT、非理想缺陷（如固定电荷）和氧化层陷阱。Hf基高k/氧化镓的界面态密度研究发现可媲美传统的Al2O3和SiO2,而且可调节HfAlO中Al组分浓度以改善能带带偏和栅泄漏电流。此外本文摸索了Ga2O3基MISFET器件的制备工艺以及工艺流程,对今后制备Ga2O3基MISFET器件的和改进性能具有重要的指导意义和实用价值。