AlGaN材料具有可调的宽禁带直接带隙,电子饱和漂移速度高、击穿场强大、化合键能强,由于材料晶体结构和生长技术的原因,AlGaN材料还具有自发和压电极化效应,因此AlGaN紫外材料在高温、高频、高功率及快速响应和异质结器件等领域有巨大应用前景。AlGaN器件响应可分为可见盲(280-365 nm波段)和日盲(200-280 nm波段)两波段,由于在地表附近应用时具有近乎零的背景辐射,日盲器件在航天遥感、环境检测、天体物理、医药卫生等领域发挥重要作用。本文以AlGaN材料的光学特性为起点,以光吸收、电信号导出、器件制备、器件应用研发为线索,围绕制备高响应率AlGaN p-i-n型日盲单元探测器这一目标,开展了AlGaN透射光谱分析拟合、AlGaN多层薄膜光学特性研究、材料表面处理、p电极二次退火、p-GaN/AlGaN异质结二维空穴气、AlGaN p-i-n日盲器件性能等研究。　　 以薄膜多光束干涉理论为基础,利用Matlab编程仿真和矩阵光学原理拟合三种AlGaN单层薄膜透射光谱:在获得合理厚度的同时,得出了材料消光系数的表达式。利用等效双层薄膜透射光谱的双台阶现象提取了GaN薄膜270-500 nm波段的光学参数,吸收系数由376 nm处的104cm-1指数增加到350 nm处的105cm-1;采用多光束干涉理论对比分析了紫外-可见透射光谱和反射光谱的干涉深度、级次及极值波长,同时讨论了反射谱中的半波损现象。　　 分别采用酸、碱溶液对p-GaN薄膜进行表面处理,在去除表面氧化物的同时改变表面电学特性。实验表明:HF缓冲液及(NH4)2S酒精溶液可完全去除p-GaN表面氧化物,将N/Ga比分别提高到73.27％和71.43%,有效提高了材料导电性;HF缓冲液使p-GaN表面Ga L峰和K峰均向高能方向移动,有效减小了金属/p-GaN表面的接触势垒。采用二次退火方法研究材料及接触的温度特性:600℃1min的二次退火使样品接触电阻减小了7.8 kΩ方块电阻Rsh降低约6%,杂质激活能减小了1.6 meV,更高温度的二次退火可以进一步减小材料电阻率和杂质激活能,但对接触特性影响不明显。　　 根据异质结能带理论,分析了p-GaN帽层与p型AlGaN异质结内二维空穴气的载流子传输机理,设计并实现了p型包裹电极,改善了p-AlGaN欧姆接触特性。P型包裹电极将单位面积接触电阻由132.7Ωcm-2降低为108.1Ωcm-2,薄膜方块电阻由270 kΩ降为220 kΩ,p-GaN/p-AlGaN异质结二维空穴气面密度计算值为3.94×1013cm-2。设计制备了二次台面p电极包裹型AlGaN p-I-n单元探测器,零偏压下器件的暗电流为5.60×10-13A,比未采用p型包裹电极的传统器件暗电流低两个量级,反向偏压下,其暗电流也低一个量级。包裹电极器件与传统器件的峰值电流响应率分别为0.0996 A/W和0.023 A/W,外量子效率分别为44.4%和10.2%。　　 在AlGaN紫外探测器的研究基础上,对紫外/红外双色器件进行了一些探索。设计并成功制备了AlGaN/PZT紫外/红外双色器件,采用垂直集成工艺,在同一芯片上制备AlGaN台面型可见盲紫外光电探测器和PZT热释电器件。紫外单元零偏暗电流为3.57×10-11A,动态零压电阻R0为3.47×106Ω,峰值响应率位于358 nm处,电流响应率为0.073 A/W。多层介质层特别是多孔隔热层在刻蚀时引入的尖刺是器件暗电流增大及性能降低的主要原因。973 K黑体辐射下器件的红外电压响应为54.15μV,比探测率为6.35×105 cmHz1/2W-1。　　 测量分析了AlGaN/PZT紫外/红外双色器件的紫外串音现象,以此为依据设计制备了AlGaN/PVDF日盲探测器。器件响应波段为240-285 nm,峰值电压响应位于262 nm处,峰值响应电压为2.848 mV。器件电压响应包含AlGaN p-i-n二极管的光生电压感应电荷和AlGaN材料吸收入射光后热效应引起的热释电响应信号。SiO2介质层可以隔离83.2%的电荷感应信号,而多孔SiO2隔热层可以隔离绝大部分AlGaN本征吸收产生的热量(98%)及部分电荷感应信号(2.6%)。AlGaN/PVDF日盲探测器中的感生信号产生机理尚有待进一步深入研究,但此现象可以用来开发AlGaN光电器件及PVDF热释电器件的综合应用,本文对其进行了初步的讨论。