大动态响应范围的紫外探测器在激光切焊、闪爆、高压漏电、紫外光束矫正、飞行器尾焰等检测场景中有重要应用价值,但现有的紫外光探测器需要外加复杂的调控电路才能实现大动态响应范围,故重复工作频率受限。为此本文提出一种栅调制型紫外光电探测器新结构,并验证了该结构能实现强弱光快速转换场景下的高频探测,具体工作如下:首先,确定了栅调制型紫外探测器由光电导区（宽禁带半绝缘衬底）和栅调制区（外延层）两部分组成,其工作原理为基于栅压调制导电通道的形貌,合理抑制强光下的器件通流能力,使光电流的采样信号幅值始终小于A/D转换器的最大电压,从而增大器件对紫外光强的动态响应范围。为了验证该新结构的合理性,提出了一种半绝缘（semi-insulating,SI）的氮化镓基栅调制型紫外探测器结构,其外延层为具有二维 电子气（two-dimensional electron gas,2DEG）沟道层的 CAVET 结构的元胞阵列。基于当前 GaN/AlGaN外延生长与器件制造的发展水平,综合考虑禁带宽度、速场特性、碰撞电离、内光电效应、载流子复合、晶格加热等物理模型建立了该器件的仿真模型。仿真并分析了器件的静态和动态特性,包括暗态漏电流、器件灵敏度、光谱响应范围、光电响应速度等基本性能,并初步证明了设计的器件结构能够实现大动态响应范围紫外光探测。为提高器件灵敏度,对仿真过程中出现的光生载流子底部堆积的现象进行了优化——通过在其底部做刻蚀槽,调整其光生载流子位置,避免产生载流子堆积,实现光生电流近50%的涨幅。其次,分析了栅控导电通道的物理规律。该器件导电通道由2DEG及其下方的电流孔径构成。仿真结果证明,当p+GaN帽层上施加的栅极电压大于常闭型2DEG开启阈值后,n型电流孔径内空间电荷区的形貌开始明显受栅压影响;沟道夹断位置处于孔径上方两侧,该沟道通过栅极及两侧p型电流阻挡层在栅极下方产生的“倒三角形”空间电荷区被调制。在此基础上对影响器件性能的敏感参数进行了分析与优化,以增大动态响应范围和提高重复工作频率。最后,对该SI-GaN基栅调制型紫外探测器的制造工艺进行了研究。分析了衬底和外延层界面的硅富集现象、产生原因及其抑制方案,设计了器件整体工艺流程,并对关键工艺进行了可行性分析。