光电子器件的漏电对其性能、稳定性、功耗等方面有着十分重要的影响。寻找漏电流的起源并采取相应的措施加以控制对研制高性能光电子器件具有十分重要的意义。本文从研制高性能雪崩探测器的目标出发，对GaN基光电二极管的漏电机理进行了深入分析，并针对不同的漏电起源开展了相应的工艺研究，在一定程度上抑制了漏电流的产生，在此基础上成功研制出了大尺寸有源区的GaN雪崩型光电二极管。所取得的主要研究成果如下：　　 1、深入分析了GaN基光电二极管中的器件漏电机制和影响因素。对于GaN基光电二极管，其暗电流和理想情况下的理论值偏离很大，甚至出现反常漏电的现象。我们根据陷阱模型、表面势垒变薄模型以及位错等结构缺陷对漏电的影响等对非本征漏电的现象进行了分析。为了寻找漏电流的起源，我们提出了一种对漏电的位置进行宏观区分的实验方法。该方法通过设计、制作出一系列具有不同尺寸的圆形和方形器件，利用结区漏电和边缘漏电对器件尺寸的依赖关系不同，将漏电种类按照在器件中的不同位置进行大致的划分。　　 2、研究了GaN基Schottky型光电二极管的结区漏电因素及其控制方法，重点分析氧杂质作为一种表面态对GaN材料表而以及GaN基Schottky结的影响。研究发现在紫外光辐射下GaN表面出现加速氧化现象，XPS测量表明在紫外光致氧化过程中，GaN表面引入氧的同时GaN表面能带向上弯曲，从而使材料的光致发光特性退化。通过热氧化实验，故意引入氧杂质，发现氧的引入使器件的漏电流急剧增加。随后开展了采用表面化学清洗的方法来抑制表面氧杂质对漏电流的影响的实验，通过XPS测量发现在制作Schottky接触之前采用王水(HCl∶HNO3=3∶1)处理GaN表面能够有效的降低表面氧杂质的含量，从而使Schottky势垒高度增加。I-V特性测量表明器件漏电明显降低。　　 3、从刻蚀损伤、侧壁钝化、器件边缘电场集中等方面研究了影响器件的边缘漏电的因素及其控制方法。通过AFM和器件暗电流测试，比较了ICP刻蚀和IBE两种刻蚀方法的刻蚀损伤及对器件漏电的影响。有意增加器件台面的刻蚀深度使刻蚀损伤增加，发现随刻蚀损伤的加大器件的漏电流明显增大。为了降低刻蚀损伤造成的漏电，对刻蚀的器件侧壁进行了钝化工艺研究。发现采用PECVD方法生长SiO2时，对GaN表面有一定的等离子体损伤，同时也会引入氧杂质，因而钝化效果并不十分理想。而改用先做Schottky电极，随后PECVD生长一定厚度的SiNx作为钝化层来代替SiO2层.可以使器件的漏电降低。为了克服器件边缘由于电场集中带来的漏电流增加，分别设计了场板电极和多台结构，以进一步降低器件的边缘漏电。　　 4、通过结构优化和工艺优化，在解决好器件的漏电和局域击穿的基础上，成功研制出大尺寸有源区的GaN雪崩光电二极管。器件有源区直径200μm，在反向20V偏压下暗电流在～0.05nA量级。在-38V附近器件出现稳定的雪崩击穿，没有观察到微区等离子体发光。根据突变结近似，计算出在反向38V偏压下最大击穿电场强度为2.9MV/cm。外加39V反向偏压，在波长360nm的紫外光照射下器件雪崩增益因子达到57。为了进一步提高雪崩增益，综合考虑六方GaN中电子和空穴的离化系数的不同以及光电转换中吸收和倍增过程，我们设计了两种新型正照射、空穴激发倍增增强的GaN基雪崩光电二极管结构。