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钛酸锶（SrTiO3,STO）是一种具有典型钙钛矿结构的绝缘体,近年来各项实验表明,用氩离子（Ar+）轰击绝缘SrTiO3后,其表面准二维导电层会具有光致荧光,磁阻效应、持续光电导效应、金属绝缘相变、自旋轨道耦合等性质,这些性质主要与SrTiO3表面的氧空位有关。氧空位是STO导电层中的重要缺陷,但是关于氧空位的缺陷能级的相关研究十分稀少,需要进一步的研究。深能级瞬态谱是目前检测深能级杂质和缺陷的最有效的手段之一,利用深能级瞬态谱的手段可以很好的获得样品中氧空位缺陷信息。针对上述背景,本文主要进行了以下工作:1、基于锁相放大技术,搭建DLTS测试系统,实现了自动化的深能级瞬态谱测试功能。用锁相放大器和电流放大器组成瞬态电容测试,并调节仪器参数降低噪音,确定了锁相放大器时间常数TC为100500和电流放大器放大倍数为1k或10k时,对瞬态电容的测量精度达到较高水平;使用温度控制仪进行温度控制,采用缓慢连续升温的方式,使温度调节自动化;使用LabVIEW软件编写了一套可以使DLTS测试测试流程自动化且包含数据后处理的软件,完成DLTS测试自动化,同时利用红光二极管展示了数据处理过程,得到了红光二极管的缺陷能级为0.36eV。2、制备HfO2/SrTiO3结构的MIS器件并表征了其场效应性质。MIS结构样品的基底是Ar+轰击STO形成的导电层,绝缘层和电极分别为磁控溅射制备的氧化铪薄膜和铂/钛金属薄膜。对样品进行了霍尔效应测试和场效应测试的评估:霍尔效应测试结果表明Ar+轰击STO形成的导电层为n型半导体层,其电导率和霍尔迁移率会在低温下急剧增加;通过施加负栅压可以对测试样品中半导体层的载流子进行调制,场效应测试结果表明测试样品是一个阈值电压约为-5 V,开关比约为12:1的n型场效应晶体管。3、研究了MIS结构样品的测试方法,分析了HfO2/SrTiO3结构中的陷阱特征参数。MIS结构的样品的复杂度高于PN结或肖特基结结构的样品,因此在MIS结构的DLTS测量中,会有更多因素导致测量出现误差。在本实验的DLTS测量中,测量样品得到的DLTS谱线,在t2/t1为定值时,其峰值高度和温度出现了强烈的依赖关系,且在高温和低温下有不同规律。特别在低温下,其DLTS峰的峰值高度在发射时间常数变化不大的情况下有十分明显的差距,这显然不符合理论规律。针对这一问题,本文提出了一套新的DLTS测试和数据处理方法,本方法可以修正MIS结构样品中制备材料（本文中为STO）介电常数和温度的强烈依赖关系对DLTS测量信号的影响,使修正后的缺陷信息更为合理。实验表明在低温下,修正前后样品缺陷能级相差30 meV,截获面积出现了极大差异,表观陷阱浓度有4倍差距;在高温下修正前后样品缺陷能级相差20 meV,表观陷阱浓度只有有1.5倍差距,明显小于低温。通过改进后的DLTS分析方法得到,样品1缺陷能级为0.17 eV,截获面积为8.4×10-16 cm2,陷阱浓度为3.0×1012 cm-3;样品2缺陷能级为0.38 eV,截获面积为1.5×10-16 cm2,陷阱浓度为2.2×1012 cm-3。并在改进后的DLTS分析方法的基础上,进一步研究了HfO2/SrTiO3结构缺陷特点。结果表明样品2和样品3中均存在界面态缺陷形成的陷阱中心,其能级分别为0.38 eV和0.52 eV。同时,测量发现样品3中的界面态密度大于1012 cm-2·eV-1,较高的界面态密度影响了栅压对电子的调制能力,最终降低器件性能。