氧化镓（Ga2O3）作为一种新型半导体材料,具有4.4-5.3 eV的超宽带隙,并具有五种已知的同分异构体。五种同分异构体中单晶斜系的b-Ga2O3是一种直接宽禁带的氧化物半导体。Ga2O3具有高击穿场强、较大紫外响应特性以及良好的物理和化学稳定性等优异特性,因此引起了半导体光电子材料研究学者们的关注。本文以三甲基镓（TMGa）为镓源,氧气（O2）等离子体为氧源,利用等离子体增强型原子层沉积（Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition,PEALD）设备在硅片和蓝宝石衬底（或玻璃衬底）上制备了Ga2O3薄膜,研究了PEALD的工艺参数条件对Ga2O3薄膜特性的影响,探究衬底温度、氧等离子体功率、退火气氛和温度以及硅掺杂比例对Ga2O3薄膜的光电特性、表面形貌以及晶体结构等的影响。通过多种测试手段对薄膜进行了量测分析,以获得高质量的氧化镓薄膜。本文主要研究工作如下:（1）研究了衬底温度对Ga2O3薄膜的影响。当氧等离子体功率为2500 W,衬底温度范围为80～250℃时,Ga2O3薄膜的最大沉积速率约为0.06 nm/cycle。随着衬底温度的升高,Ga2O3薄膜的带隙从5.04 eV逐渐降低到4.76 eV。X射线光电子能谱（XPS）分析表明,所有Ga2O3薄膜的Ga/O比接近0.7,意味着其具有良好的化学计量比。衬底温度升高,Ga3+与晶格氧的比例增大。通过X射线反射谱（XRR）和折射率曲线分析薄膜密度,发现衬底温度越高,薄膜密度越大,薄膜质量越好。X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）结果表明,在80～200℃生长的Ga2O3薄膜为非晶态,而250℃生长的Ga2O3薄膜为微晶,且用透射电子显微镜（TEM）可观察到纳米晶结构。本文利用PEALD制备出致密性更高、缺陷更少的Ga2O3薄膜。（2）研究了氧等离子体功率对Ga2O3薄膜的影响。当衬底温度为200℃,氧等离子体在1000～3000 W的功率范围内时,Ga2O3薄膜的厚度随着功率的增加而增加,折射率几乎保持不变为1.9±0.2,可见光区域内的穿透率全都在90%以上,带隙为5.1±0.1 eV,且均为非晶结构。SEM研究结果表明,Ga2O3薄膜表面较为平整,且原子力显微镜（AFM）结果进一步说明了Ga2O3薄膜具有平整的表面,粗糙度低至0.15 nm左右。（3）研究了氧气和氮氢混合气氛下退火温度对Ga2O3薄膜性质的影响。在等离子体功率为2500 W、衬底温度为200℃时沉积Ga2O3薄膜,并在氧气和氮氢混合气氛的管式退火炉中分别进行不同温度的热退火。研究发现:沉积态下的Ga2O3薄膜为非晶结构,退火温度升高,薄膜禁带宽度变大,高价态镓和晶格氧的比例都增加,薄膜结晶质量变好。由此可以得出,通过对退火条件进行优化改善可以获得更高品质的Ga2O3薄膜。（4）研究了Si掺杂比例对Ga2O3薄膜特性的影响。通过调节Si O2循环比的数量,得到了不同比例的Si掺杂Ga2O3薄膜。研究了Si掺杂比例在0~20%范围内对Ga2O3薄膜特性的影响。结果表明,在相同的总循环约600个周期的情况下,随着循环比的变化,Ga2O3薄膜生长速率略有增加,折射率逐渐下降。所有掺杂的Ga2O3薄膜具有非常光滑的表面,在可见光区透射率均超过90%。在N2气氛下900℃退火,得到（400,110,-401）择优取向的Ga2O3薄膜。此外,掺杂的Ga2O3薄膜是Ga3+和Ga1+态的富镓薄膜。透射电子显微镜（TEM）结果表明,Ga2O3薄膜中Si成分分布均匀。霍尔效应测量（Hall effect）结果表明,随着Si掺杂比例的增加,掺杂Ga2O3薄膜的电阻率减小,而载流子浓度及迁移率增大。光学模拟显示了硅掺杂Ga2O3薄膜在深紫外LED应用中的发展潜力。通过硅掺杂提高Ga2O3薄膜光电性质,应用于深紫外发光二极管中,改善了其光提取效率。