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短波红外探测在空间遥感应用中有着重要的作用，InGaAs探测器能够较好的满足该波段的探测，尤其通过增加In组分能使探测器的波段延伸从而能够满足更多的需求。本论文为进一步提高短波红外InGaAs焦平面探测器性能，发展面阵焦平面探测器，对晶格匹配及波长延伸InGaAs探测器的制备工艺技术和器件物理进行了深入的研究。优化了p电极的接触特性，并成功解决了宽禁带InAlAs帽层的欧姆接触问题;研究了ICPCVD低温生长钝化膜对器件性能的影响;建立物理模型，分析了材料参数及结构对器件量子效率的影响;制备了高In组分32×32、64×64面阵焦平面探测器，研究了不同In组分及不同工艺对器件性能的影响，获得了改进工艺，极大地提高了探测器的性能。本论文的主要结果如下:
对器件p-InP电极的欧姆接触进行了研究。通过对比实验发现，经过450℃、4min退火后，p+-InP与Ti/Pt/Au接触电极的比接触电阻降低到7.3×10-5Ω·cm2，而且电极形貌较平整;对p-InAlAs的金-半接触进行了研究，通过优化金属膜系，采用浅扩散技术（扩散条件:530℃&4min）进行二次掺杂，经过450℃、60s退火后，实现了Ti/Pt/Au在p+-In0.52Al0.48As上的低阻欧姆接触，其比接触电阻为8.88×10-4Ω·cm2;采用4种不同的帽层材料制备了10×1器件，测试并分析了探测器的光电性能。结果表明，采用p-InAlAs帽层并进行二次掺杂的材料制备的器件具有较低的暗电流（-0.01V偏压下暗电流密度为116nA/cm2）以及较高的量子效率。
在高In组分InGaAs器件的钝化方面，采用了ICP-CVD低温生长SiNx膜钝化技术，对比PECVD生长的SiNx钝化膜，其钝化效果得到了明显改善，并通过改进器件工艺，采用先生长p电极、退火再钝化的方法，使ICPCVD lowrate SiNx薄膜的钝化效果达到了较好的状态，其暗电流下降了约2-3个数量级，测试结构器件在-0.01V、210K下的暗电流密度约为40nA/cm2，而且暗电流密度在不同的温度下基本不随P/A而变化，侧面漏电得到较好的抑制。
采用高温处理加湿法修复，降低刻蚀过程对表面造成的应力损伤及残留物，探测器暗电流(@-0.1V)约降低30％左右。采用双台面结构制备的器件，有利于钝化膜在台面侧面有较好的覆盖，从而减小侧面的漏电，而且也可能抑制界面处的漏电，使器件暗电流降低。
通过建立物理模型，对P-on-N结构器件的量子效率进行了理论模拟，分析了吸收层掺杂浓度、吸收层厚度、界面复合速率以及材料对光的吸收系数等对器件量子效率的影响，随着掺杂浓度的增大，由于少子寿命的减小及迁移率的降低等，导致扩散长度减小，非空间电荷区内的复合几率增大，因此量子效率峰值降低，而且峰值处对应的吸收层厚度d也减小。另外随着吸收系数的增大，相同掺杂浓度的器件量子效率峰值增大，光进入吸收层后很快被吸收，因此峰值处对应的d也减小。随着界面复合速率的增加，器件的量子效率急剧下降。而且复合速率越大，量子效率到达峰值之后随着d的增大下降的很快。而且对量子效率随波长的变化也进行了分析，为提高器件量子效率提供了一定的理论参考。
研究了台面型延伸波长InGaAs面阵探测器的性能。对In组分为0.8的32×32面阵InGaAs焦平面探测器光敏芯片和焦平面特性进行了测试分析。对芯片的I-V及其零偏电阻R0随温度的变化关系进行了理论拟合，并与实验数据较吻合，表明在零偏或反偏压较小时，器件的暗电流主要受扩散电流、产生复合电流和欧姆漏电流的限制。另外通过适当降低工作温度和延长积分时间，可以有效地改善焦平面的性能。通过变积分电容的测试结果，得到了积分电容的寄生电容约为10fF，通过设计电路参数减小寄生电容的影响，可以改善组件的性能。当In组分到达0.83时，采用常规工艺制备的64×64 InGaAs焦平面探测器性能较差，器件隧穿电流及欧姆电流大、信号较小、探测率较低;而采用改进工艺并用ICPCVD lowrate低温生长的SiNx钝化膜，器件性能得到明显改善，220K时暗电流密度为1.89E-6A/cm2(-10mY)、优值因子R0A为4.43 KΩ·cm2、峰值探测率为5.68E11 cmHz1/2/W。最后采用改进工艺制备了512×256 InGaAs面阵探测器，并对其焦平面特性进行了初步测试。