砷化镓（GaAs）半导体材料在国防、卫星通讯等领域有极其重要的作用。但由于砷化镓表面的特殊性和复杂性，限制了该类器件的发展。本文用各种现代表面分析技术着重研究了砷化镓表面的化学特性以及紫外光激发下砷化镓表面的氧化反应，讨论了反应机理，开展了表面处理技术在砷化镓器件中的应用研究。通过研究取得如下成果：建立了一套用XPS准确测量砷化镓表面化学组成、氧化层厚度的测量方法。研究发现自然氧化层主要由Ga2O3、As2O5、As2O3及元素As组成，表面明显富镓，而且表面晶体完整性越差，表面自然氧化层越厚；而氧化层越厚镓砷比越大。首次尝试了用有机溶剂作为Na2S和（NH4）2S处理介质，对砷化镓表面进行硫钝化处理。结果表明，砷化镓表面硫化层厚度与所用溶液的极性有关，用极性小的有机醇（乙醇和异丙醇）作溶剂可以得到更厚的硫钝化层。首次用软硬酸碱理论解释了实验现象，即：溶剂改变了含硫物质（Lewis碱）的软硬度，使之能与GaAs表面相匹配。首次系统地研究了紫外光激发下，反应气氛、紫外光源强度、样品与光源距离、辅助臭氧增强装置等对砷化镓表面氧化反应的影响，并对砷化镓表面的氧化反应过程进行了较深入的探讨。研究发现，紫外光激发下， GaAs表面生成了氧化膜，同时清除了表面污染碳。一定时间内，氧化膜中的镓砷比可以与基体完全保持一致；随着反应时间的延长，更有利于As氧化物的形成。用此方法获得了具有一定的化学稳定性的，适合于器件制备的钝化层。首次发现该反应分两个阶段，并提出紫外光激发的砷化镓表面氧化反应的实质是光催化反应。首次成功地将“紫外光/臭氧处理法”应用于制作GaAs MESFET器件。结果表明，与传统方法比，用“紫外光/臭氧处理法”处理的GaAs晶片，可使器件性能得到改善。提供了砷化镓表面制备的新工艺。