InAs/GaSbⅡ类超晶格凭借灵活可调的能带结构、对垂直入射光有较高的吸收系数、可覆盖3-30微米的宽带吸收以及ⅡI-V族半导体材料较成熟的理论、设备、工艺技术等优势,成为第三代红外焦平面的一种新的优选材料。经过多年的研究,Ⅱ类超晶格已经用于制备短、中、长、甚长波段,双色、多色等多种红外焦平面,并向更小像元尺寸、更大焦平面规模、更高工作温度,更高器件性能快速发展。同时,随着Ⅱ类超晶格焦平面探测器的研究深入以及器件性能的不断提高,研究人员逐渐发现Ⅱ类超晶格器件的表面漏电经常成为制约其电学性能的主要因素,特别是在长波波段更为严重。在器件制备时,表面钝化层性能不佳、在后续工艺中容易发生退化,从而产生漏电通道,直接影响了红外探测器的电学性能。光电器件的表面钝化虽然已有科研人员进行了较多的研究,但超晶格红外探测器台面结的表面性质和钝化机理还有待深入研究,特别是实现针对不同波段超晶格焦平面器件且具有可重复性的钝化工艺仍然是研究人员努力的目标,同时这些研究还需要针对特定的超晶格材料结构、工艺条件等进行相应的分析。本文主要研究表面处理工艺以及表面性质的表征技术验证,对超晶格台面结构进行表面电荷状态、表面暗电流成分、钝化层稳定性等方面的研究。具体研究内容如下:1.研究不同表面处理工艺对SiN_x钝化长波器件的影响。考察了O₂与N₂O等离子体以及酸腐蚀液、Na Cl O、硫化铵溶液等多种表面处理工艺对台面侧壁性能及器件暗电流的影响,并测试评估了各工艺在250℃,1min快速热退火后器件性能的热稳定性。证实了等离子体氧化是抑制侧壁漏电流的有效手段,其中N₂O等离子体表面处理与退火的优化工艺能够将截止波长10μm器件的R₀A从2.72Ωcm²提升至25.25Ωcm²,上升9.3倍。2.采用不同面积器件阵列、X射线光电子能谱（XPS）对N₂O等离子表面处理及退火工艺进行优化研究。通过不同面积长波器件侧壁漏电流的测试与分析,发现侧壁并联电阻以及表面隧穿是表面漏电的两种主导机制。经N₂O等离子表面处理与退火结合的优化工艺后,器件表面并联电阻率由17.9Ωcm提升至297.6Ωcm;但是,样品表面电荷浓度Q_s从2.33×10¹¹cm^-2增加到3.72×10¹¹cm^-2。XPS表征结果显示,工艺优化后,Sb₂O₅含量从46.3%降低至18.4%;表面Sb含量从2.41%增加到8.99%,分别与表面并联电阻率和表面电荷浓度对应。3.采用栅控结构对中长波Ⅱ类超晶格器件进行研究。栅控转移特性曲线显示,Si N_x及Si O₂直接钝化后都能使中波器件表面费米能级接近平带,获得较好的暗电流性能。但是退火后Si N_x钝化的中波器件暗电流性能下降了4个量级,>1.4×10¹²/cm²的正固定电荷密度导致了严重的平带电压偏移,与表面反型、隧穿密切关联。退火后,Si O₂钝化器件R₀A性能也下降半个量级。栅压对包含势垒的p Bi Bn长波器件则调控效果不佳,小反偏下的暗电流在栅压调控下无显著变化。4.利用金属-绝缘体-半导体（MIS）结构对中长波超晶格材料表面进行表征。首次采用变温CV测试,得到中波材料载流子浓度、界面陷阱分布、绝缘层陷阱随温度的变化趋势。发现表面沾污及退火工艺会主要影响中波材料界面的固定电荷。超晶格长波材料则由于禁带宽度窄,存在表面隧穿,器件在1MHz频率下仍体现出低频CV特性。长波材料界面存在能量上近似均匀分布4.2×10¹²/（cm²·e V）的陷阱及约4×10¹⁰/cm²的单能级陷阱,导致长波材料出现W型CV曲线。5.建立了Ⅱ类超晶格TCAD仿真模型。可用于分析非理想状态的MIS结构,提取CV曲线中的固定电荷、载流子浓度及陷阱分布;实现对栅控结构、势垒结构器件的电学仿真,验证了栅控结构对中长波器件不同的适用性。