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本学位论文针对面向空间遥感应用的InP基短波红外InGaAs探测器阵列器件的要求，通过对器件结构参数的优化设计和工艺的优化研究，研制出了一系列适合空间遥感用的InP基晶格匹配和波长扩展的InGaAs探测器及其小规模阵列，并对器件特性进行了细致的表征分析。积极配合了上海技术物理所InGaAs红外焦平面的研制工作，为器件的工程化应用打下了良好的基础。本论文的主要结果总结如下：
1.通过建立PIN型InGaAs探测器光响应的物理模型，对晶格匹配和波长扩展InGaAs探测器的光响应特性分别进行了模拟计算，结合探测器的暗电流分析，对正照射和背照射器件的结构参数进行了优化设计。
2.对台面型InGaAs探测器的关键工艺进行了优化。分别研究了Br2/HBr和H3PO4/H2O2系腐蚀液对InGaAs/InP和InGaAs/InAlAs材料的湿法腐蚀特性，建立了适合于InGaAs探测器台面制备的湿法腐蚀工艺；并分别对聚酰亚胺和PECVD SiNx钝化的关键工艺进行了优化研究，有效地抑制了器件的表面漏电流。
3.在上述工作的基础上成功研制出了1×8元的In0.53Ga0.47As探测器阵列，室温下器件的峰值响应波长为1.64μm，优值因子R0A为5.77 KΩcm2，相对标准差仅为1.8％；278K下测得器件的峰值探测率D*λp达2.37×1012cmHz1/2/W(相对标准差3.93％)。
4.分别对聚酰亚胺和PECVD SiNx钝化的In0.53Ga0.47As阵列长条的均匀性进行了研究。实验结果表明GSMBE外延材料具有良好的均匀性；SiNx钝化器件具有较好的暗电流特性和后续封装工艺兼容性。器件失效分析表明：封装后聚酰亚胺钝化器件均匀性变差是聚酰亚胺膜与金属电极间热应力导致膜性能退化所引起的。
5.研制了采用InAlAs缓冲层和帽层的双异质结型应变In0.8Ga0.2As探测器，正面照射时器件的峰值响应波长和50％峰值长波截止波长分别为2.35μm和2.44μm。室温下无表面抗反膜器件的峰值探测率D*λp达1.84×1010cmHz1/2/W。实验表明，随着吸收层掺杂浓度的增加，器件暗电流减小的同时，光响应也发生降低。正面照射器件的Ⅰ层掺杂浓度应介于2.9×1016cm-3和1.2×1017cm-3之间。
6.研制了1×8应变双异质结型2.4μm In0.8Ga0.2As PIN探测器阵列，器件具有良好的均匀性。室温下-10mV时器件的暗电流为109nA(2.44％，台面尺寸140×110μm2)，R0A达15.06Ωcm2(3.31％)，室温下D*λp的理论值为2.39×1010cmHz1/2/W(外量子效率取0.5)。探针测得阵列器件光响应的相对标准差仅为1.61％。
7.通过增加Ⅰ层铟组分，将双异质结型波长扩展应变InGaAs探测器的长波截止波长进一步延展至2.7μm。实验结果表明：随着波长的进一步扩展，3μm厚的组分线性渐变InAlAs缓冲层不足以有效阻挡晶格失配引起的失配位错，器件具有较大的暗电流。在对器件响应波长进一步扩展时，需要对缓冲层技术进一步优化设计。
8.研制了n-on-p型的波长扩展InGaAs探测器。器件的峰值响应波长分别为1.94μm和2.20μm，50％峰值长波截止波长2.03μm和2.40μm；280K时-10mV偏压下器件的暗电流密度分别为1.22×10-5A/cm2和7.97×10-5A/cm2，室温下实测器件D*λp达1.35×1011cmHz1/2/W和6.55×1010cmHz1/2/W。说明采用P+掺杂的InAlAs缓冲层有效降低了吸收层中失配位错密度，改善了器件的暗电流特性。