硅基金属-氧化物-半导体(MOS)光电器件因其价格低廉、应用广泛等优点，具有广阔的应用潜力。完全利用原子层沉积(ALD)方法制备与当今硅基微电子工艺相兼容的硅基MOS光电器件具有很好的应用前景。　　 为了测试ALD生长薄膜的厚度和折射率，我们搭建了一套单波长椭偏测量系统，并采用模拟退火算法分析了椭偏数据的处理问题。　　 我们优化了氧化铝薄膜、氧化锌薄膜以及掺铝氧化锌薄膜的生长条件，并采用ALD方法，在石英衬底上生长了掺铝氧化锌薄膜，生长温度为150℃，生长源为三甲基铝(TMA)、二乙基锌(DEZn)和水。铝的掺杂量主要通过改变氧化铝薄膜和氧化锌薄膜的生长层数比来控制。我们分析了这些薄膜的结构、电学和光学性质。在铝含量为2.26％时，我们得到了电阻率为2.38×10-3Ω·cm，均方根粗糙度为1.328nm，可见光范围内透过率大于80％的掺铝氧化锌薄膜。铝原子的掺杂会提高氧化锌的禁带宽度，并使其光致发光猝灭。　　 我们优化了可作为栅层材料的二氧化硅及氧化铪薄膜的原子层沉积生长条件，并测试了这些材料作为栅绝缘层的电学性质。在退火温度为900℃时，得到了击穿场强为8MV/cm、相对介电常数为3.69的二氧化硅薄膜，以及击穿场强接近于4MV/cm、相对介电常数为10.80的氧化铪薄膜。退火处理会有效的减少MOS结构器件的界面固定电荷密度和栅层俘获电荷密度，并大幅减少ALD生长时残留的Si-OH极性键对栅层相对介电常数的影响，从而提高栅层的电学性质。　　 最后，我们分析了氧化铪材料作为硅基TCO/SiO2/n-Si MOS器件栅保护层的可行性，并完全采用ALD方法生长了ZnO：Al/HfO2/SiO2/n-Si MOS器件，分析了其电学特性。氧化铪栅层的加入，可以有效地改善器件耐压特性，使整个器件可以在0.1mA/cm2的恒定电流密度下稳定数分钟的时间，并可以观测到明显的F-N隧穿现象。