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透明导电氧化物（TCO）薄膜是一种兼具优良透光性能和导电性能的光电子信息材料，在太阳能电池、平板显示器和触控面板等领域具有广阔的应用前景。当前，广泛应用于工业领域的TCO材料主要是氧化铟锡（ITO），但由于铟为稀有金属、储量有限，因此随着TCO材料需求量与日俱增，寻找和研究ITO薄膜的替代产品已经刻不容缓。作为一种绿色环保的TCO薄膜材料，ZnO基透明导电薄膜价格低廉、储量丰富，并具有与ITO相媲美的光电性能，被认为是ITO薄膜最具潜力的替代材料。虽然人们已经对单元素掺杂ZnO薄膜进行了比较系统的研究，但是普遍认为其光电性能仍有待进一步改善。本文采用射频磁控溅射技术，以高密度钛镓合掺杂氧化锌（TGZO,97%ZnO:1.5%TiO2:1.5%Ga2O3）陶瓷靶材作为溅射源，在玻璃衬底上沉积了高质量的TGZO透明导电薄膜，通过X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光分光光度计和四探针仪等测试以及透射光谱拟合，详细研究了溅射气压、衬底温度、射频功率、沉积时间等工艺参数对TGZO薄膜微观结构和光电性能的影响。其主要工作和结论如下：（1）薄膜光学常数和厚度的提取。基于光谱拟合思想，将谱梯度优化算法应用于反演求解的寻优计算过程中，设计了薄膜参数的反演计算程序，通过对薄膜透射光谱进行有效拟合计算，获得了沉积薄膜的折射率（n）、消光系数（k）及其物理厚度（d）。光谱拟合结果与SEM测试和包络法计算相吻合，表明反演过程是有效可信的。与其它测量方法相比，该方法不需要昂贵复杂的硬件设备，具有简单可行、适用性广等特点。（2）制备工艺参数对TGZO薄膜微观结构的影响。通过XRD、SEM和XPS表征技术，研究了工艺参数对TGZO薄膜晶体结构、晶粒尺寸、表面形貎、化学成分和元素价态的影响。结果表明，Scherrer公式估算的晶粒尺寸与SEM测量结果一致，所有薄膜均为六角纤锌矿结构并具有（002）择优取向，钛镓合掺杂和工艺条件没有改变ZnO薄膜的晶体结构，但制备工艺参数对TGZO薄膜的晶粒尺寸和结晶质量具有显著性影响。当衬底温度为350°C时，TGZO薄膜具有最强的衍射峰（1.42×106cps），最窄的半高宽（0.092°）和最大的晶粒尺寸（82.33nm），其晶体质量最佳。（3）制备工艺参数对TGZO薄膜电学性质的影响。基于电阻率和方块电阻的测量，研究了TGZO薄膜电学性质与工艺参数之间的关系，并对影响薄膜电学性质的微观机理进行了分析。结果显示，溅射气压、衬底温度、射频功率、沉积时间等工艺参数对TGZO薄膜电阻率具有不同程度的影响，随着工艺参数值的增加均呈现出“先降后增”的变化趋势，其最低电阻率接近10-4Ω·cm；TGZO薄膜的导电性能与其微观结构密切相关，结晶质量越好、晶粒尺寸越大，则导电性能越好。（4）制备工艺参数对TGZO薄膜光学性质的影响。利用分光光度计测量数据，结合光学表征技术和光谱拟合方法，研究了制备工艺参数对TGZO薄膜透过率（T）、光学常数（n, k）和光学带隙（Eg）的影响。结果表明，工艺条件不仅明显影响薄膜的透过率T，而且对n, k, Eg具有一定的调控作用；大部分TGZO薄膜的折射率n表现为正常色散性质，n的变化范围为2.02.5；消光系数k随波长增大而迅速减小，在可见光区域接近于零；由于Burstein-Moss效应，TGZO薄膜的光学带隙Eg为3.403.55eV，明显大于未掺杂ZnO薄膜。（5）制备工艺参数对TGZO薄膜光电综合性能的影响。基于TGZO薄膜微观结构、电学性质和光学性能的研究，利用Haacke优良指数（ФTC）对TGZO透明导电薄膜的光电综合性能进行了量化评价，不同工艺参数时TGZO薄膜的ФTC值为0.29×10-21.38×10-2Ω-1，结果表明工艺条件明显影响其光电综合性能，工艺参数的选择对于研制低阻高透的TGZO薄膜是至关重要的。（6）TGZO制备工艺条件的优化。通过对TGZO系列薄膜微观结构和光电性能的综合研究，获得制备TGZO透明导电薄膜的最佳工艺参数为：溅射气压0.4Pa，衬底温度350°C，溅射功率200W，溅射时间30min。在优化工艺条件下所沉积的TGZO薄膜，具有优良的光电性能，其可见光平均透过率接近86%、电阻率低至1.78×10-3Ω·cm、优良指数高达1.38×10-2Ω-1。根据Wemple-DiDomenico （W-D）有效单振子色散理论分析了薄膜折射率的色散行为，结果表明TGZO薄膜的折射率色散性质遵循W-D单振子模型。