氧化镓（Ga₂O₃）是一种新型的宽禁带透明导电半导体,具有五种已知的同分异构体。Ga₂O₃因其4.4～5.3e V的超宽带隙、高击穿场强、大的巴利加优值、气敏特性、紫外响应特性以及良好的热稳定性和化学稳定性等优异特性,被广泛应用于气敏传感器、日盲紫外光电探测器、高功率电力电子器件等领域。因目前Ga₂O₃同质衬底尺寸有限且价格昂贵,对于高质量Ga₂O₃薄膜的异质外延的研究至关重要。特别的,Ga₂O₃纳米线具有的高表面体积比、准一维结构特性及其二维应力释放特点对于异质器件的集成及新结构开发具有重要作用。本文对Ga₂O₃材料的异质外延及其紫外光电探测器进行了研究,主要内容分为以下几个部分:1.基于MOCVD在c面蓝宝石衬底上异质外延ε-Ga₂O₃薄膜。研究了薄膜厚度对ε-Ga₂O₃薄膜特性的影响,随着薄膜厚度增加,薄膜晶体质量提高,厚度为480nm时获得了最小的0.46°半高宽,TEM显示了随厚度增加薄膜位错减少晶体质量趋于稳定,并验证了c面蓝宝石与ε-Ga₂O₃具有Al₂O₃（11（?）0）∥ε-Ga₂O₃（10（?）0）的外延关系。基于厚度为480nm的薄膜制备的欧姆接触型日盲紫外探测器在5V偏压下表现出高的光暗电流比（2×10³）和高响应峰值（146 A/W）。2.为提高传统结构的MSM薄膜探测器的光电性能,基于MOCVD利用Ga与Ga₂O₃发生自反应腐蚀的机理制备了Ga₂O₃纳米孔薄膜,研究发现当腐蚀过程中通入的TEGa流量与预沉积TEGa流量相同时,在未退火处理的Ga₂O₃薄膜上可以制备出腐蚀效果较好的Ga₂O₃纳米孔薄膜。对比研究了基于Ga₂O₃薄膜和纳米孔薄膜的肖特基接触型日盲紫外探测器的光电响应性能,结果表明纳米孔薄膜探测器的光暗电流比是薄膜探测器的2.5×10²倍,响应峰值是薄膜探测器的48倍。进一步地,为了减弱纳米孔薄膜表面态的影响,在纳米孔薄膜上沉积氧化硅介质层制备器件,结果表明其响应峰值和抑制比均是无表面介质层纳米孔薄膜器件的5倍,器件光电响应性能得到进一步提升。3.基于MOCVD在GaN衬底上制备β-Ga₂O₃纳米线阵列。研究了催化剂沉积工艺的调控,并基于团簇迁移性减弱的原理提出了简化的催化剂合并模型。设计了有序纳米孔阵列的SiO₂掩膜,利用掩膜扩散阻挡层的作用,通过调节催化剂的沉积时间和退火温度,成功制备出Ga N衬底上高垂直比例、高填充率、直径可控的β-Ga₂O₃纳米线有序阵列。4.最后对基于β-Ga₂O₃纳米线阵列/Ga N宽波段紫外探测器工艺进行了初步探索。在对比研究了纳米线阵列平坦化的实现方法基础上,提出一种基于SiN和SiO₂双层掩膜的制备方法,设计了基于双层掩膜的β-Ga₂O₃纳米线阵列/GaN宽波段紫外探测器的制备工艺流程,并进行了初步探索实验,验证了工艺可行性。