以硅（Si）材料为基础的工业半导体取得了前所未有的进步,然而其较小的带隙无法满足半导体器件在高压、高频、高功率以及短波长发光和探测等方面的需求。贝塔-氧化镓（β-Ga2O3）作为一种新型超宽禁带（UWBG）半导体,凭借其4.9 e V的超宽禁带、8 MV/cm的高击穿场强和较高的电子饱和漂移速度等优势受到了越来越多的关注。近年来,国内外关于β-Ga2O3基场效应晶体管（FET）器件的报道层出不穷,其较低成本的单晶生长技术、能够实现可控的施主掺杂,以及开关时的低损耗特性非常适合制作FET功率器件。但是,β-Ga2O3 FET器件研究仍然存在一些关键问题,过宽的带隙导致β-Ga2O3材料与金属难以形成较低的接触电阻,增加了器件在工作时的开态阻值和功率损耗,制备热稳定的欧姆接触对于提高器件在高温、高压下的表现的具有重要意义。此外,增强型器件的实现有利于拓展β-Ga2O3在大功率电力电子方面的优势。然而由于缺少合适的受主掺杂,少有增强型（E-MODE）的β-Ga2O3 FET报道。针对上述问题,本工作首先从β-Ga2O3结构的金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）器件仿真入手,深入了解器件的工作机理,然后对使用机械剥离的方式从β-Ga2O3体单晶中获得β-Ga2O3纳米带,制备了背栅结构的MOSFET器件,通过快速退火的方式优化了器件的接触电阻,最后研究了不同厚度纳米带的电学性能的变化规律,获得了最小厚度约为30 nm的增强型器件,本工作的具体工作总结如下:1.本文首先进行了横向背栅结构β-Ga2O3 MOSFET器件建模以及电学仿真工作。通过迁移率模型、载流子生成-复合模型等描述了β-Ga2O3沟道在开关状态下的载流子、电场和电势分布情况,从理论上验证β-Ga2O3可以通过调控沟道的不同厚度实现耗尽型和增强型器件;击穿特性仿真表明,β-Ga2O3厚度150 nm,载流子浓度2×1017cm-3,沟道长度4μm的无终端结构器件反向击穿电压达到234 V,漏端临界击穿场强达到4.8 MV/cm,证明了Ga2O3作为FET功率器件的耐压能力;此外,变温特性仿真表明,当工作温度从25℃提升到225℃,由于载流子迁移率增加从而使器件饱和电流提升约20%。2.然后本文进行了背栅结构β-Ga2O3 MOSFET器件制备与工艺优化工作。使用机械剥离方法获得非故意掺杂(UID Nd约为1.21×1017cm-3)β-Ga2O3纳米带异质集成到Si O2/Si绝缘衬底上,通过电子束光刻进行定位、完成欧姆图形化;通过增加沉积金属厚度和快速退火等手段降低了器件接触电阻,470℃退火后器件的传输线模型法（TLM）测试结果表明,金半接触类型由肖特基特性转变为欧姆特性,饱和电流从0.091 m A/mm提升到5.5 m A/mm,计算的Rc为16.52Ω·mm,与国内外主流的数据指标相当。工艺优化后,（300±10）厚的MOSFET器件的饱和电流最高达到6.22m A/mm;在200℃高温条件下,器件的开关比仍可达105,饱和电流达到12.5 m A/mm,证明了氧化镓器件在高温环境工作下的优势。此外,本文还摸索了适用于β-Ga2O3纳米带的感应耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺,刻蚀后材料表面粗糙度仅为0.23 nm。3.最后得到了β-Ga2O3 MOSFET器件阈值电压随薄膜厚度变化的实验规律,制备了从耗尽型到增强型的MOSFET器件。利用胶带剥离获得了多组不同厚度（310-30nm）的β-Ga2O3纳米带并制备了MOSFET器件,其阈值电压范围从-95 V到60 V,当β-Ga2O3 MOSFET厚度减少到110 nm时,器件由D-MODE转变为E-MODE。110nm的E-MODE和200 nm的D-MODE器件击穿电压分别达到128 V和263 V,充分证明了β-Ga2O3 MOSFET器件的耐压能力。特别地,实验还制备了厚度约为30 nm的超薄β-Ga2O3 MOSFET器件,其关态电流最低为10-7 m A/mm,开关比达到6个数量级,这一厚度为近几年报道过的通过机械剥离手段获得的β-Ga2O3器件的最低厚度。