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β-Ga2O3作为超宽禁带半导体（～4.9eV）,其带隙和巴利加优值远大于GaN和Si C,能提供更高的击穿电压和更低的导通电阻,具有优良的紫外透光特性,在光电子器件、日盲紫外光电探测器以及超高压高效低损耗器件等方面具有独特优势。除了作为高性能器件半导体材料外,由于与氮化镓（GaN）的晶格失配较小（～2.6%）,β-Ga2O3还可以用做外延GaN的衬底材料。在本实验室以前的研究中,β-Ga2O3薄膜氮化后成为多孔GaN衬底,成功地应用于低应力GaN自支撑衬底的制备。本论文的目标是采用溶胶凝胶-旋涂法制备氧化镓（Ga2O3）单晶薄膜,并研究溶胶浓度、预热处理温度和旋涂次数对β-Ga2O3薄膜晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。溶胶-凝胶法作为一种简单、经济和高效的工艺,不需要昂贵的设备仪器、真空环境以及基底导电等特殊要求就可制备大面积均匀薄膜,溶胶-凝胶及旋涂法为制备氧化物单晶薄膜提供了廉价且易于获得的途径,同样地也可以用于低应力GaN衬底材料的制备。本文主要围绕采用溶胶凝胶-旋涂法在c面蓝宝石衬底上制备大尺寸β-Ga2O3单晶薄膜开展研究,系统研究了溶胶浓度、预热处理温度和旋涂次数等工艺参数对制备β-Ga2O3薄膜的影响,从晶体结构、表面形貌以及光学特性等方面进行了表征和讨论。主要研究成果包括:1.采用溶胶-凝胶法和旋涂工艺在c面蓝宝石衬底上成功制备了2英寸具有（（?）01）择优取向的β-Ga2O3单晶薄膜,其（（?）01）特征峰的摇摆曲线半高宽为0.831°。β-Ga2O3薄膜表面光滑,在近紫外-可见光区域具有高透射率且其光学带隙约为4.8 eV。2.研究了不同溶胶浓度制备（（?）01）取向β-Ga2O3薄膜的工艺规律。低溶胶浓度制备时,β-Ga2O3薄膜只有一个微弱的（（?）01）衍射峰。随着溶胶浓度升高,β-Ga2O3薄膜出现（（?）02）和（（?）03）衍射峰,同时（（?）01）衍射峰的强度逐渐增强,薄膜表现出明显的（（?）01）择优取向的单晶薄膜特征,但薄膜晶体质量较低。溶胶浓度过高时,β-Ga2O3薄膜的均匀性和透光性变差。3.研究了不同预热处理温度对制备（（?）01）取向β-Ga2O3薄膜的影响。低预热温度制备时,β-Ga2O3薄膜出现粉化、开裂的问题,影响薄膜透射率和光学带隙。适当提高预热处理温度可以改善薄膜结晶度、降低开裂程度以及提高薄膜的光学性能。4.研究了不同旋涂次数下制备具有（（?）01）取向β-Ga2O3薄膜的影响规律。随着旋涂次数的增加,β-Ga2O3薄膜（（?）01）衍射峰的强度逐渐增加,而（（?）01）向的择优取向度变小。适当提高旋涂次数可以改善薄膜表面形貌,使其晶粒大小和分布均匀。5.溶胶-凝胶法制备β-Ga2O3经高温氮化处理可得到c轴取向的多孔GaN单晶薄膜,具有较高的结晶质量和较低的应力,（002）特征峰的摇摆曲线半高宽为1.148°,可将其作为模板用于实验室的HVPE外延生长。