探测范围在200—300 nm的日盲紫外探测器应用广泛而备受关注,Ga₂O₃相对于MgZnO、GaAlN、SiC和金刚石等对紫外光敏感的材料而言,组分简单,具有匹配的衬底,更容易制备高性能紫外探测器。近几年,Ga₂O₃在紫外探测领域的应用研究逐渐兴起,形成单晶、纳米、薄膜基紫外探测器三大主流方向。单晶Ga₂O₃紫外探测器性能优越,但制备困难,成本高;Ga₂O₃纳米基紫外探测器暗电流低,但响应度不高;相比之下,Ga₂O₃薄膜紫外探测器容易制备,成本低,能大规模生产,性能较好,因此,Ga₂O₃薄膜紫外探测器将来有望成为日盲探测的首选。本论文采用磁控溅射制备Ga₂O_3-x薄膜,并对Ga₂O_3-x薄膜进行空气、氩气退火,分别制备出MSM结构的紫外探测器,研究工作压强、退火气氛对Ga₂O_3-x薄膜紫外探测器性能的影响,并对影响机理进行分析。具体工作和结果如下:1.采用磁控溅射方法,在蓝宝石衬底上不同工作压强条件下室温制备Ga₂O_3-x薄膜日盲紫外探测器。通过对Ga₂O_3-x薄膜表征,发现薄膜组成为非晶Ga₂O_3-x基体中镶嵌一些Ga₂O_3-x纳米晶,这种特殊结构综合了纳米晶吸收光子能力强和非晶迁移率高的特点,同时非晶Ga₂O_3-x和Ga₂O_3-x纳米晶间存在高密度的受主型界面态,引入很大的光电导增益,使Ga₂O_3-x薄膜紫外探测器响应度很高。工作压强增大（0.35—0.8 Pa）,Ga₂O_3-x薄膜中纳米晶增多,吸收光子能力增强,同时受主型界面态密度增大,光电导增益增大,响应度增大。但压强增大到一定值（1.0 Pa）时,Ga₂O_3-x薄膜中非晶成分减少,纳米晶过多,界面态密度过大,光生载流子传输能力削弱,响应度下降,同时器件暗电流减小,Ilight/Idark增大。压强为0.8 Pa器件对240 nm紫外光响应度最大,25 V偏压下,为413 A/W;工作压强为1.2 Pa,器件暗电流最小,为1.5×10-8 A,最大Ilight/Idark高达1.1×104。2.采用单管程控扩散炉对压强为0.8 Pa条件下制备的Ga₂O_3-x薄膜进行不同温度空气退火,研究退火温度对Ga₂O_3-x薄膜紫外探测性能的影响。300℃空气退火,非晶成分减少,纳米晶长大,数量增多,光生载流子的传输能力变弱;非晶和纳米晶受主型界面态减小,光电导增益减小,器件响应度下降,与工作压强增大时薄膜变化类似,25 V偏压下,为2.2 A/W;500℃空气退火,非晶Ga₂O_3-x基本完全晶化,光生载流子传输能力进一步削弱,内增益进一步减小,器件响应度继续减小,25 V偏压下,器件响应度仅有0.0038 A/W。同时退火温度升高,器件暗电流减小,500℃退火器件暗电流在25 V偏压下为3.2×10-10 A,但光电流也急剧减小为3.5×10-9 A,最大Ilight/Ilark仅有11。3.采用开启式真空/气氛管式电炉对压强为0.8 Pa条件下制备的Ga₂O_3-x薄膜进行不同温度氩气退火,研究Ar气气氛环境中退火温度对Ga₂O_3-x薄膜紫外探测性能的影响。氩气退火对Ga₂O_3-x薄膜紫外探测器性能的影响机理与空气类似,但薄膜晶化速率较慢,器件性能衰减放缓,25 V偏压下,300℃、400℃和500℃氩气退火器件响应度分别为24.4A/W、2.1 A/W、0.0147 A/W,400℃退火器件响应度与300℃空气退火器件相当。