GaN基材料具有直接带隙、禁带宽、光吸收系数大、抗辐射及耐高温等优良的物理和化学特性,非常适合制备高性能的光电探测器或者电子器件。其中Al GaN材料随着Al组分的变化,其禁带宽度可以从3.4 e V变化到6.2 e V,恰好覆盖200 nm-400 nm范围的紫外波段,因此在紫外探测领域（尤其是日盲紫外区域）有很大的应用价值。随着航天、军事以及科研对于研究紫外焦平面探测器的需求,相关的研究报道层出不穷。目前,紫外焦平面探测器主要是混成式焦平面探测器,即紫外光电探测器和Si读出电路通过In柱互连的方式形成的探测器。但是随着焦平面规模的增大,这种工作方式也存在一定的缺点,如:光敏元产生的信号相对较弱,易受噪声干扰;读出电路的输入电容以及寄生电容往往较大,会影响输出电压范围和电荷转换增益;In柱尺寸需要随着焦平面像元间距的减小而变小,这对互连工艺提出了更高的要求。基于此,本文研究单片集成式GaN基紫外探测器件,能够实现光生电荷片上处理功能,即把光电探测器和具有电荷处理能力的器件做在同一GaN基外延材料上。围绕制备单片集成式GaN基紫外探测器件这一目标,本文中依次开展了AlGaN材料透射光谱拟合提取材料光学参数、单片集成式GaN基紫外探测器件仿真设计、GaN基紫外器件以及GaN基HEMT（High Electron Mobility Transistors）器件制备与测试分析等研究。利用多层膜系和传递矩阵原理,对生长在蓝宝石衬底上的Al0.65Ga0.35N薄膜材料的透射光谱进行了拟合,并提取了薄膜材料的膜层厚度、表面粗糙度、折射率和吸收系数。其中膜层厚度与材料设计厚度误差小于4%,表面粗糙度与AFM（Atomic Force Microscope）测试结果一致性较好,提取的Al GaN材料折射率和吸收系数为进一步研究Al GaN紫外探测器的响应光谱提供了准确的实验数据。在单片集成式GaN基紫外器件设计方面,主要借鉴了传统Si基4T APS在光生电荷产生和处理方面的模型和理论知识,利用TCAD（Technology Computer Aided Design）工具设计了具有光生电荷存储、转移以及转换为电压输出功能的单片集成式GaN基紫外器件,并在器件的结构、钉扎光电二极管的N区长度等方面进行了优化,讨论了残留光生电荷少、光生电荷转移速度快的单片集成式GaN基紫外器件。同时,针对仿真设计的GaN基APS器件,设计了作为光电二极管的GaN基紫外探测器和能够作为转移、复位管的HEMT器件的工艺流程,并制备得到了相应的器件。在GaN基紫外器件方面,设计并制备了具有n-on-p结构的GaN紫外器件,探测器在348 nm时峰值响应率0.073 A/W。为了验证埋层p层GaN退火激活原位掺杂Mg的实验,探究了不同退火条件对于p型GaN材料欧姆接触质量的影响。最后,制备了未刻蚀槽栅的耗尽型和刻蚀槽栅的增强型GaN基HEMT器件;并对比了在氮气750℃30s和850℃30s的退火条件下源漏电极欧姆接触性能,测试结果表明在氮气750℃30s的退火条件下GaN基HEMT器件可以形成良好稳定的欧姆接触。