深紫外探测技术因其空间背底噪声低、灵敏度高等特点而在导弹预警与制导、保密空间通讯、紫外成像、火焰探测和臭氧空洞检测等领域有着及其重要的应用。现有技术中,真空光电倍增管因为体积较大、灵敏度较低等缺点而在实际使用中大幅度受限;硅基光电二极管因为材料带隙小,需要增加多个滤波片以消除长波长杂散光的影响,因此成本造价高且不宜小型化。近年来,基于宽禁带半导体的深紫外光电探测器凭借直接工作在深紫外波段、体积小且操作简单等优势,逐渐成为国际研究热点。在诸多宽禁带材料中,非晶氧化镓（a-Ga2O3）具备禁带宽度大（4.5 eV～5.0 eV）、稳定性好、耐辐照、成本低且可以低温大面积制备等优点,成为一种理想的深紫外探测材料。然而目前基于a-Ga2O3的深紫外探测技术在材料物性和器件结构上仍然存在一些问题:首先a-Ga2O3材料中以氧空位为主的深能级缺陷严重影响了材料的光电性质;其次,目前研究最广的金属-半导体-金属（MSM）结构a-Ga2O3深紫外探测器很难同时获得高的光响应度和光响应速度。另外,作为深紫外探测的重要应用之一,目前尚没有基于a-Ga2O3的真正意义上的深紫外面阵型成像系统。基于上述问题,本论文主要完成了两部分工作内容:第一,从改变器件结构出发,配合材料生长过程中的氧流量调控,制作了高性能栅极控制的a-Ga2O3深紫外光电晶体管;第二,通过工艺设计和优化,制作了场效应二极管驱动的有源矩阵a-Ga2O3深紫外成像系统。为抑制两端MSM结构光电探测器中常见的持续光电导（PPC）现象,本文制作了三端栅极调控的薄膜晶体管结构的a-Ga2O3光电晶体管。三端多层膜器件结构制备首先面临的难点是a-Ga2O3的图形化。本工作开发了一种四甲基氢氧化铵（TMAH）溶液稳定刻蚀a-Ga2O3的方法,该刻蚀方法具有很高的刻蚀选择性（即对a-Ga2O3稳定刻蚀的同时,其他材料很少或者几乎不被刻蚀）,刻蚀后a-Ga2O3表面平整度高,图形保形性好且呈正梯形,有利于后续薄膜材料的沉积。基于该刻蚀工艺,本文首先在Si O2/Si衬底上制造了a-Ga2O3共栅型薄膜晶体管,转移特性曲线表明沟道层图形化后的器件表现出正常n型晶体管性质,而未图形化的器件则出现了较大的栅极漏电流,证明了沟道层图形化对a-Ga2O3光电晶体管性能的重要影响。为进一步优化器件性能,本文利用高介电常数Al2O3材料作为栅绝缘层,结合上述独特的湿法刻蚀工艺,在石英衬底上制备了源漏电极为叉指结构的底栅交错型光电晶体管,器件表现出了优异的光电性能,开关比为～107,光暗比为5×107,响应度为5.67×103 A W-1,探测率为1.87×1015 Jones。通过施加20 V的正向栅极脉冲偏压,器件的PPC现象得到了很好的抑制,电流衰减时间从上百秒缩短至5毫秒。由此可见,栅极控制的a-Ga2O3深紫外光电探测器实现了高响应度和高响应速度兼具的性能,为a-Ga2O3材料在深紫外探测领域进一步迈向实用化奠定了较好的工艺基础。为了保证沟道层足够的载流子浓度,上述光电晶体管器件中a-Ga2O3溅射时没有通入氧气,因而薄膜内存在较多氧空位缺陷,引起器件在近可见光波段的响应,损害光电探测器的紫外可见抑制比;此外在连续栅压扫描过程中还会出现较大的阈值电压正向偏移,不利于器件稳定性的获得。针对以上问题,本文设计了一种IGZO/a-Ga2O3双沟道层光电晶体管,利用IGZO超薄插入层有效钝化了界面缺陷;并且在a-Ga2O3沟道层的溅射过程中,加入了适量的氧溅射气体,可以减少薄膜中的氧空位缺陷,使得器件的响应谱更集中于深紫外波段,紫外可见抑制比提高到125。该双沟道层器件既表现出稳定且优异的薄膜晶体管特性,又表现出高的光响应度、光响应速度以及紫外可见抑制比,极大改善了单沟道层a-Ga2O3光电晶体管的性能。最后,本文设计制作了场效应二极管驱动的有源矩阵a-Ga2O3深紫外成像系统。通过工艺设计和优化,本工作在石英衬底上制作了光电探测器和场效应二极管的串联器件,构建了读出电路和测试系统,解决了无源矩阵成像系统中器件的电学串扰问题,提高了成像系统的集成度和对比度。该系统展示了真正意义上的a-Ga2O3二维深紫外面阵成像应用,为该领域的深入发展提供了思路。