短波红外探测器技术在空间遥感、军事防御、医疗诊断以及安防监控等领域发挥着至关重要的作用。而晶格匹配的短波红外InGaAs/InP探测器由于其识别度较高、微光夜视、环境适应性强、隐秘主动成像等优越的性能在以上场景均获得了广泛的应用。随着短波红外探测器应用范围的拓宽,根据国家对短波红外技术的重大战略需求,对器件性能也提出了更高的要求。为了进一步对短波红外探测器的性能评估给出具体的研究方向,本文主要围绕短波红外探测器扩散成结工艺的电学表征、电学特性仿真计算以及室温下器件暗电流机制的讨论展开研究。其中本文主要的创新点是利用工艺及器件仿真工具(ISE-TCAD)对微分电容信号的表征结果进行理论模型的建立,并通过仿真计算复现d C/d V信号曲线,为微观结构中的电学特性解释提供了具体的参考方向。1.首先简要介绍理论建模的仿真过程,包括对器件结构模型的构建、数值模拟物理模型的选择、数值模拟方法的选择以及模拟结果的获取及分析等。其中,仿真结果对比实验上测试的微分电容信号,吻合程度都相当高,数据的具体分析揭示了微观结构中d C/d V信号的不同特性,为短波红外InGaAs/InP探测器数值模型的建立奠定基础。并根据实验结果对理论模型结构设计的参数进行修正、完善,使得本文提出的理论模型对实验上扫描电容显微镜(SCM)微分电容信号的仿真得到普适性的论证。同时,为了提高SCM测量的分辨率,利用电子束光刻(EBL)技术对InP样品进行了长条沟槽图案的倾角实验设计,为杂质扩散提供精准扩散窗口的同时还使其测试窗口在横截面上被放大了3.9倍。2.对两种不同掺杂浓度(低掺杂密度为1×1015 cm-3,高掺杂密度为5×1016 cm-3)的InGaAs/InP样品的SCM表征结果进行分析,推断P型杂质在低掺杂浓度的样品中更容易扩散到In Ga As层中。同时发现降低吸收区的掺杂浓度来降低探测器电容的效果是十分明显的,但对比数据发现其暗电流密度也提高了。数据分析表明,在控制暗电流维持在较低水平的同时降低探测器的电容才能获得性能优越的光敏芯片;此外,针对低掺杂浓度InGaAs/InP样品在不同扩散时间条件下的SCM测量结果及暗电流特性进行分析,发现杂质扩散深度的位置在InGaAs吸收层与InP帽层的界面附近时,器件的性能相对其他的位置来说会更好一些。3.为了对InGaAs/InP探测器性能的研究有更进一步的发展,对两个不同掺杂浓度样品的暗电流特性进行拟合计算,结果显示暗电流密度数值上的拟合结果与实验结果完全吻合。当掺杂浓度较低(1×1015 cm-3)时,暗电流成分主要以产生复合电流为主;随着掺杂浓度增加为5×1016 cm-3时,暗电流成分以扩散电流占主导地位。并利用器件模拟软件TCAD对InGaAs/InP探测器的电学特性进行仿真计算,结果表明其暗电流特性仿真的结果与实验上测量结果大致吻合。由两个样品不同载流子迁移率下所模拟的I-V特性曲线可知,不管载流子迁移率如何变化,暗电流曲线都几乎没有变化。