未来InGaAs红外焦平面探测器的发展方向是多谱段、集成化和低功耗方向，在InGaAs探测器上集成滤光膜，实现新型单片多谱段探测器，有利于抑制传统探测系统中普遍存在的“串色”问题，以适应短波红外探测系统紧凑、小型化的发展要求。本论文主要针对片上集成滤光微结构的高性能InGaAs短波红外探测器的要求，围绕平面型InGaAs探测器工艺，分别研究扩散和钝化对器件性能的影响，以及材料结构参数与探测器性能之间的关系，制备了背照射的512×128InGaAs探测器；对近红外InGaAs探测器进行了电容特性研究，分析了焦平面耦合噪声与探测器电容的关系；研究了集成滤光膜器件的性能，包括滤光微结构的设计以及性能表征，和集成双波段滤光膜器件的性能分析，并对滤光膜的环境适应性机理进行了研究。分别采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)和感应耦合等离子体化学气相沉积（ICP-CVD）生长的氮化硅薄膜作为扩散掩膜和钝化膜，制备了小规模面阵结构器件，并分析了其对器件暗电流的影响，研究表明，采用ICP-CVD氮化硅薄膜具有较好的性能；采用扫描电容显微镜测试了结深，获得了结深与扩散时间的关系，并获得了扩散结深与器件暗电流和量子效率的关系；对材料结构参数与探测器性能进行了理论分析与实验研究，结果表明，量子效率随吸收层厚度的增加而下降；随吸收层厚度的增加，量子效率先增加后变平缓。在器件工艺优化的基础上，设计并制备了512×128焦平面，实现了焦平面实验室成像验证。研究了近红外InGaAs探测器的电容-电压特性(C-V)，从C-V曲线提取吸收层浓度和少数载流子寿命，并以不同面积周长比的测试结构器件为对象，模拟了器件电容-电压曲线，与实测结果一致，扣除电极寄生电容和管壳附加电容后其更接近体电容；提取内建电场为0.64V，吸收层掺杂浓度为7.78E16cm-3；分析了基于子像元模式的探测器电容，发现子像元电容随子像元个数的增大而降低，并研究了子像元电容和焦平面噪声的关系，发现焦平面噪声和焦平面噪声稳定时间均随随子像元器件电容的降低而降低。在集成滤光膜器件研制方面，介绍了微F-P谐振腔的设计理论，对中心波长1.38微米和1.60微米谱段滤光膜进行了设计与仿真；表征了滤光膜结构，光学显微照片和原子力显微镜表明滤光膜的表面形貌较完整，TEM、SEM结合EDX能谱成分图显示滤光膜是由高折射率层Si和低折射率层SiO2组成的三谐振腔结构，与理论设计基本符合；滤光膜的傅里叶红外光谱图显示滤光膜的中心波长与设计值吻合,滤光膜的透射率与界面形貌有关，较好界面状况的滤光膜透射率为68%，滤光膜的中心波长随间隔层厚度的增大而增大；研究分析了滤光膜制备工艺对器件性能的影响，分别对集成滤光膜器件和未集成滤光膜器件进行了性能对比，发现集成滤光膜工艺对器件的暗电流性能影响不大；获得了探测器与滤光膜工艺兼容方法，设计并制备了400×2元双谱段InGaAs焦平面探测器。本文进一步研究了滤光膜的环境适应性机理，包括退火对滤光膜形貌以及光学透射性能的影响，并对其机理进行了分析，250℃退火和300℃退火更加有效的改善了滤光膜的透射性能，测试了温度循环烘烤实验和湿度对滤光膜形貌以及光学透射性能的变化。