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短波红外InGaAs探测器在近室温具有良好的性能，已成功应用在空间遥感领域。本论文主要针对航天遥感用InGaAs短波红外探测器的要求，围绕平面型InGaAs焦平面探测器制备的关键工艺技术和器件物理，研究了高温快速热退火过程对结深的影响;开展了子像元结构探测器的研制，采用LBIC技术研究了InGaAs层少子扩散长度的变温特性及子像元探测器的响应均匀性;成功制备了正照射常规波长和长波扩展的256×1线列探测器;优化了背照射器件制备的部分关键工艺，制备了背照射的32×32探测器，并最终实现了高性能、无盲元的背照射800×2双波段集成焦平面探测器。
采用扫描电容显微镜(SCM)和二次离子质谱(SIMS)技术研究了高温快速热退火过程对p-n结结深的影响，以及掺杂元素Zn在晶格失配材料和晶格匹配材料中的扩散机制。研究表明，Zn在晶格失配材料中的扩散速度大于其在晶格匹配材料中的扩散速度，由于掺杂Zn元素并不能被完全激活，p-n结深度小于掺杂元素的扩散深度;计算了530℃下，Zn在In0.81Al0.19As、InAs0.6P0.4、 InP中的扩散系数，分别为1.327×1012cm2/s、1.341×10-12cm2/s、1.067×10-12cm2/s;p-n结的深度在退火前后基本不变，扩散完成后的p-n结结深可以近似为器件最终的p-n结结深。
利用载流子的侧向收集效应设计并研制了基于子像元模式的平面型InGaAs探测器新结构，首先研制了侧向收集区宽度15μm、20μm、25μm的三种平面型InGaAs探测器，利用LBIC技术对常温下的光响应均匀性进行了表征，结果表明，侧向收集区宽度15μm的器件光响应均匀，侧向收集区产生的载流子能够被相邻的子像元有效收集;然后研究了器件在296K～88K下的光响应均匀性，并计算了不同温度下的InGaAs吸收层的少子扩散长度Lp，并有Lp∝√T，表明声学波散射是主要的散射机制，当侧向收集区宽度为15μm时，光敏元可在296K～253K的温度范围内均匀响应;研制了侧向收集区宽度15μm的多种子像元结构器件，在室温-100mV反向偏压下的暗电流密度为3.94nA/cm2、R0A为8.4×106Ω·cm2、峰值探测率为2.89×1012cmHz1/2/W，与常规结构器件相比，暗电流密度降低了约70％。
研制了正照射常规波长的测试结构器件、256×1线列探测器，以及长波扩展的256×1线列In0.8Ga0.2As探测器。研究表明，对于InGaAs吸收层浓度为5.0×1015cm-3的器件，暗电流主要来自于与扩散区面积有关的器件的体内，对于InGaAs吸收层浓度为5.0×1016cm-3的器件，暗电流主要是侧面漏电流，在室温-100mV反向偏压下，两种器件的暗电流密度分别为15.73nA/cm2和7.84nA/cm2;SiNx和SiO2钝化膜器件在室温-100mV反向偏压下的暗电流密度分别为26.8nA/cm2、41.2nA/cm2，峰值探测率分别为1.21×1012cmHz1/2/W、1.08×1012cmHz1/2/W，表归采用PECVD生长的SiNx钝化膜可以明显改善器件的钝化效果;对于长波扩展的256×1线列In0.8Ga0.2As探测器，在室温下，器件的截止波长为2.57μm，峰值探测率为7.25×108cm·Hz1/2/W，峰值响应率为0.95A/W，量子效率为56.9％，焦平面的峰值探测率在153K达到1.11×1011cmHz1/2/W，响应非均匀性为5.28％，外延材料质量和器件制备工艺还有待提高。
对背照射平面型器件的关键工艺进行了研究，通过对扩散的精细控制优化了小光敏元高占空比器件的结构，最终成功研制了背照射的32×32面阵和800×2双波段集成的InGaAs焦平面探测器，测试并分析了焦平面的光电性能。背照射的32×32面阵焦平面探测器在3ms积分时间下，平均峰值响应率和平均峰值探测率分别为1.04A/W、1.36×1012cmHz1/2/W、响应非均匀性为3.35％;双波段集成的800×2焦平面探测器，盲元率为0，两个波段的响应非均匀性分别为2.48％、2.61％，平均峰值探测率分别为2.47×1012cmHz1/2/W、2.37×1012cmHz1/2/W，组件在系统应用中的MTF约为0.51。