通过分子束外延生长和开管式Zn扩散方法, 制备了低暗电流、宽响应范围的In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管.在0.95倍雪崩击穿电压下, 器件暗电流小于10 nA; -5 V偏压下电容密度低至1.43×10-8 F/cm2.在1 310 nm红外光照及30 V反向偏置电压下, 雪崩光电二极管器件的响应范围为50 nW~20 mW, 响应度达到1.13 A/W.得到了电荷层掺杂浓度、倍增区厚度结构参数与击穿电压和贯穿电压的关系: 随着电荷层电荷密度的增加, 器件贯穿电压线性增加, 而击穿电压线性降低; 电荷层电荷面密度为4.8×1012 cm-2时, 随着倍增层厚度的增加, 贯穿电压线性增加, 击穿电压增加.通过对器件结构优化, 雪崩光电二极管探测器实现25 V的贯穿电压和57 V的击穿电压, 且具有低暗电流和宽响应范围等特性.

介绍了GaAs基太阳能电池的原理、等效电路及性能参数，基于集成电路工艺与器件计算机辅助工艺设计（TCAD）仿真工具，设计了背场分别为InAlGaP和InAlP的两种GaAs基太阳能电池，并对其结构和性能进行仿真。同时，通过分子束外延（MBE）设备制备了这两种太阳能电池，并测试了其伏安（IV）特性。在考虑并联电阻和串联电阻对太阳能电池伏安特性的实际影响后，仿真结果与实验结果基本一致。重掺杂（原子浓度为2×1018 cm-3）的InAlGaP作为GaAs太阳能电池背场时，伏安特性曲线是典型的太阳能电池的伏安特性。重掺杂（原子浓度为2×1018 cm-3）的InAlP作为GaAs太阳能电池背场时，伏安特性曲线呈现“S”形变化。分析结果表明，背场与基层形成漂移场，加速了光生少子在电池中的输运，提高了光生电流，同时，背场将光生少子反射回有源区，降低了背表面的复合概率。当InAlP作为背场时，由于异质结的存在，影响了载流子的运输，在较小的偏压下，载流子主要通过隧道效应越过势垒，在较大的偏压下，载流子主要通过热电子发射越过势垒，因此伏安特性曲线呈现“S”形变化。