紫外光电探测器在工农业生产、环境监测与保护、航空航天以及国防工业等领域均具有重要的应用价值,而半导体材料与技术的快速发展为新型高性能紫外光探测器的研究奠定了重要的材料基础。单晶硅是最早被应用于紫外探测领域的半导体材料,基于单晶硅的紫外增强型硅光电二极管作为第一代固体探测器的典型代表早已得到广泛的应用。但是,硅探测器容易受到可见光信号的干扰,必须使用配套的滤光片以排除可见光产生的噪音,同时还存在因易于老化而导致使用寿命短的缺点。此外,硅是一种间接带隙的半导体材料,这一能带结构特点从物理上决定了,硅光电器件只能具有较低的光量子响应效率。近年来,以GaN、ZnO为代表的宽带隙化合物半导体在材料制备与器件工艺方面均得到了快速发展,尤其基于GaN同质/异质结的光电子器件已在短波长发光二极管、激光二极管、高效串联多结太阳能电池等领域得到广泛应用。GaN是一种直接带隙化合物半导体材料,本身具有较高的光响应量子效率;其带隙宽度约为3.34 eV,对应的本征吸收和发光波长处于紫外光区;同时,GaN还具有化学和稳定性好、导热率高、抗辐射能力强等优点。GaN的上述特性预示着它有望成为制备新型高性能紫外光探测器的理想材料。基于上述考虑,本文以一种硅的微米纳米结构复合体系即硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用化学气相沉积(CVD)法制备了GaN/Si-NPA纳米异质结阵列,并对其表面形貌、化学组成、光吸收和光致发光特性进行了表征。在此基础上,通过电极设计制作,制备了结构为ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag的光电探测器原型器件,并对其光电探测性能进行了表征。最后,通过改变CVD沉积GaN过程中的沉积温度、沉积时间和氨气流量等单个参数,获得了GaN/Si-NPA紫外光探测器的优化制备条件。论文取得以下主要研究结果:(1)Si-NPA、GaN/Si-NPA异质结及其紫外光探测器的制备。首先,采用水热腐蚀法制备了Si-NPA。第二,以Si-NPA为衬底,通过在其上预沉积金属Pt作为催化剂,采用CVD方法制备了GaN/Si-NPA纳米异质结阵列。最后,通过在GaN/Si-NPA上、下面分别沉积ITO薄膜和Ag薄膜作为透明顶电极和底电极,制备出结构为ITO/Si-NPA/sc-Si/Ag的紫外探测器原型器件。(2)GaN沉积温度对GaN/Si-NPA紫外探测性能的影响。保持CVD过程中其他条件相同,采用不同的沉积温度制备了GaN/Si-NPA,对其相应的结构和表面形貌特征进行了表征,对器件的光响应范围、响应度、响应/恢复速度等光响应特性进行了测试与分析。结果表明,GaN/Si-NPA光响应存在紫外光区和蓝光区两个波段,器件的光响应特性与GaN的沉积温度有很强的关联,950℃为制备GaN/Si-NPA紫外光探测器的优化沉积温度。(3)GaN沉积时间对GaN/Si-NPA紫外性能的影响。保持CVD沉积温度为950℃、其他条件相同,通过改变沉积时间制备了GaN/Si-NPA,并对其结构和形貌特征进行了表征,对器件的光响应特性进行了测试与分析。结果表明,制备GaN/Si-NPA紫外光探测器的优化沉积时间为20 min。(4)GaN沉积过程中氨气流量对GaN/Si-NPA紫外探测性能的影响。保持CVD沉积温度为950℃、沉积时间为20 min,通过改变氨气流量制备了GaN/Si-NPA,并对其结构和形貌特征进行了表征,对器件的光响应特性进行了测试与分析。最终结果表明,制备GaN/Si-NPA紫外光探测器的优化CVD条件是:制备温度为950℃,沉积时间20 min,氨气流量3 sccm;以此制备紫外光探测器的光谱响应范围280-380 nm,零偏压下最高响应度为~0.15 mA/W,响应/恢复时间均为~0.04 s。研究结果对研制新型硅基GaN紫外光探测器具有很好的借鉴意义。