氧化镓是一种新型的氧化物半导体材料,它具备较宽的禁带宽度、较小的导通电阻、较高的击穿场强以及优良的热稳定性和物化稳定性。因此,氧化镓材料将会在高温、高频、高功率电子器件和紫外/深紫外光电器件等领域被广泛地应用。另外,在氧化镓材料制备的过程中,可以通过掺入不同类型的杂质来改变材料本身的性质,比如硅、锡、铟和铝等。本文是采用脉冲激光沉积技术（PLD）在c面蓝宝石衬底上分别制备了β-(In_xGa_1-x)₂O₃和锡掺杂的ε-Ga₂O₃薄膜,主要研究了衬底温度、氧气分压以及掺杂比例对薄膜质量的影响,并且通过制备光电探测器探讨了外延薄膜的光电特性。本文的主要研究内容和结果如下:第一,利用PLD技术在双面抛光的α-Al₂O₃衬底上外延了β-(In_xGa_1-x)₂O₃薄膜,探讨了不同的衬底温度和氧气分压对薄膜质量的影响。当衬底温度为500℃,氧气分压从0.001 mBar逐渐升至0.01 mBar时,XRD测试结果表明β-(In_xGa_1-x)₂O₃薄膜变为多晶薄膜。当氧气分压确定为0.003 mBar,衬底温度从450℃升至600℃时,XRD测试结果表明衬底温度大于500℃时β-(In_xGa_1-x)₂O₃薄膜具有较好的单一取向性,并且与β-Ga₂O₃薄膜相比,β-(In_xGa_1-x)₂O₃的探测峰向左移动。根据XPS、SE以及透射谱等测试结果,我们发现随着衬底温度的升高或者氧气分压的降低,β-(In_xGa_1-x)₂O₃薄膜中In的组分会逐渐降低,薄膜的光学带隙E_G会逐渐增大。通过对(In_0.08Ga_0.92)₂O₃、(In_0.05Ga_0.95)₂O₃和Ga₂O₃光电探测器进行光/暗电流测试、瞬态响应测试以及响应度测试来分析不同In组分对器件性能的影响。响应度测试结果表明(In_0.08Ga_0.92)₂O₃、(In_0.05Ga_0.95)₂O₃和Ga₂O₃薄膜的光学带隙E_G分别为4.77 eV,4.88 eV和4.98 eV。相比Ga₂O₃光电探测器,(In_xGa_1-x)₂O₃光电探测器获得了更大的响应度、光/暗电流和更明显的持续光电导效应（PPC）。这是由于薄膜中In元素组分的提高使其导电性变好、光学带隙E_G减小、有效的肖特基势垒降低,但薄膜中含有的缺陷也随之增多。第二,利用PLD技术在双面抛光的α-Al₂O₃衬底上外延了Sn掺杂的ε-Ga₂O₃薄膜,主要研究了在ε-Ga₂O₃薄膜的生长过程中Sn元素对于薄膜结构及其光学性质的影响,并且分析了薄膜生长过程中Sn元素的辅助作用及化学状态。XRD测试结果表明Sn掺杂比例超过0.7at%时,外延薄膜呈现ε相,其面外外延关系为ε-Ga₂O₃（0001）\\Al₂O₃（0001）。另外,我们发现ε-Ga₂O₃薄膜和α-Al₂O₃衬底之间存在一定厚度的过渡层,并且随着Sn掺杂比例的提高,过渡层的厚度减小。结合TEM和XPS测试结果,我们认为在薄膜生长过程中,Sn元素可能存在的方式为Sn⁴⁺、Sn²⁺和Sn⁰,其中Sn⁴⁺和Sn²⁺会增大薄膜的生长速率,而Sn⁰表示游离态的Sn原子。通过制备光电探测器来分析ε-Ga₂O₃薄膜的光电特性,其中Sn掺杂比例分别为0.9at%、1.2at%、1.5at%。由于Sn元素的掺入,ε-Ga₂O₃光电探测器获得了较高的光/暗电流和响应度。响应度测试结果表明Sn掺杂ε-Ga₂O₃薄膜的光学带隙E_G分别为4.81 eV（0.9at%）、4.88eV（1.2at%）和4.94 eV（1.5at%）。