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雪崩光电二极管由于其雪崩倍增特性受到科研领域的追捧,以其体积小、暗电流低、响应速度快等优点广泛应用于军事和民用领域。本文依据雪崩倍增光电二极管器件基本理论,在器件设计过程中主要考虑电场强度、雪崩增益、暗电流等特性,结合仿真模拟结果和实际外延生长经验优化设计器件接触层、电荷层、吸收层、倍增层、渐变层的厚度和掺杂情况制备得到SAGCM结构APD器件,在SAGCM-APD结构基础上进行优化改进InP雪崩层结构,提出使用In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As超晶格结构代替SAGCM-APD InP雪崩层以实现电子雪崩结构,提高带宽增益降低过剩噪声。研究工作主要包括以下几个方面:（1）深入研究InP/InGaAs雪崩光电探测器结构设计基本理论概述,讨论了载流子离化率的概念,在以空穴离化为主导的空穴倍增型SAGCM结构的基础上,依据碰撞离化理论和对不同材料电子-空穴离化率的研究,利用超晶格电子离化率高的特点,设计了超晶格结构的雪崩倍增区,将器件设计为以电子离化为主导的电子倍增型雪崩倍增二极管结构。（2）在传统的SAGCM结构雪崩光电探测器的模型基础上,建立了具有超晶格雪崩区的电子倍增型雪崩光电探测器理论模型。在对该模型进行了仿真分析和优化设计的基础上,利用金属有机化合物化学气相淀积（MOCVD）外延技术,对超晶格雪崩区电子倍增型雪崩光电探测器结构进行了外延生长,通过腐蚀试验实际测试实验片各结构层的生长情况,确定实际生长结构与理论设计结构相一致。（3）探索了台面工艺与平面工艺两种制备工艺技术,设计制作了光刻掩膜版版图,将平面工艺与台面工艺集中于一套掩膜版之上。以原有InP基p-i-n型材料结构为基础优化流片工艺流程,优化了工艺流程中的退火、金属掩膜层制备和刻蚀条件,最终制备得到具有超晶格雪崩区的电子倍增型雪崩光电二极管。（4）优化测试环节器件封装工艺,对工艺流片所得的实验片进行光电特性测试,针对测试结果分析并解决工艺流程存在的问题,反复优化各项工艺参数,最终得到一套相对稳定可重复的工艺条件。将SAGCM-APD与具有超晶格结构雪崩倍增层APD进行对比,验证超晶格结构对于提升雪崩光电二极管性能的作用。