工作于日盲紫外波段的光电探测器,在导弹逼近告警、超高压与特高压输电线路漏电电晕探测等国防和民用领域有着重要的应用前景和市场需求。作为第三代半导体的典型代表,三元合金AlGaN以其直接宽带隙,通过Al组分调节可以实现禁带宽度从3.4 e V-6.2 e V的连续调节,本征截止波长覆盖200 nm–365 nm的紫外波段,以及带间跃迁几率高,物理化学性能稳定,抗辐照能力强等优势,成为发展本征截止日盲紫外光电探测器的理想材料。本论文围绕军民领域为实现微弱日盲紫外信号探测所提出的高增益、低噪声日盲紫外光电探测器的发展方向,针对目前增益型AlGaN基日盲紫外光电探测器中,光电导结构响应速度和增益存在冲突,雪崩二极管结构在放大信号的同时放大噪声等问题,提出开展AlGaN基日盲紫外光电晶体管探测器的研究,并取得了以下主要研究成果:1.围绕高Al组分AlGaN材料外延生长中存在的缺乏高质量生长衬底的问题,在“两步生长法”基础上,通过采用中温Al N薄插入层结合高温Al N生长速率调控的方法,制备出低位错密度的Al N模板,为高Al组分AlGaN晶体管结构材料生长提供良好的生长衬底。2.针对高载流子浓度高Al组分AlGaN的p型材料制备困难的问题,提出高Al组分AlGaN材料周期性Mg均匀掺杂、超薄Ga N材料Mg掺杂与高Mg浓度δ掺杂相结合,并辅以真空热退火的p型掺杂技术,获得了载流子浓度高达2.16×10¹⁸cm^-3的超晶格结构p型AlGaN材料。3.围绕提高AlGaN光电晶体管光吸收能力和光电转换效率,提出采用Ga源周期性调制和生长温度调控相结合的生长技术,制备了高质量日盲紫外波段Al_0.45Ga_0.55N/Al_0.5Ga_0.5N多量子阱有源层作为光吸收层。4.在上述研究基础上,外延生长了AlGaN基日盲紫外光电晶体管结构材料,并结合光电子加工技术,制备出了背照射NPN双极型晶体管结构日盲紫外探测器,其响应峰值位于267 nm,在外加12 V偏压下,器件响应度为4.56 A/W,对应外量子效率达到2115.19%。紫外/可见光抑制比为5.05×10⁴,器件暗电流在10^-10A数量级。本论文研究工作为开发新型高增益日盲紫外探测器提供了新思路,也为发展高性能日盲紫外探测器奠定了理论和实验基础。