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紫外探测器在军事和民用领域有重要的应用前景,例如：导弹尾羽检测、生物／化学监测、环境监测和天体物理研究等。在紫外探测应用中,通常需要实现对微弱紫外光的探测,所用紫外探测器必须具有极高的灵敏度和信噪比。性能优越的雪崩光电二极管(APD)具有高灵敏度和低噪声,可实现单光子探测。第三代宽禁带半导体材料4H-SiC具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、空穴电子离化系数比大、导热性能好、化学稳定性优以及材料制备技术相对成熟等优势,是目前制备紫外雪崩探测器的优选材料。在本文的工作中,我们对4H-SiC基p-i-n结构APD的工艺流程进行了设计和优化,最终制备出性能优良的4H-SiC APD,并实现了紫外单光子探测。主要成果如下：1、设计出SiC APD的制备工艺流程,并对工艺步骤进行优化：基于ICP刻蚀技术,利用金属抗刻蚀能力强、边缘陡峭的特点,用金属薄层作为硬刻蚀掩模,刻蚀出垂直4H-SiC台面；利用高温厚光刻胶回流工艺,刻蚀出小倾角的4H-SiC倾斜台面；分别优化了欧姆接触金属化工艺和高温钝化工艺。针对4H-SiC APD的可见光盲探测特性,设计并制备出与4H-SiC APD工艺兼容、可直接集成在APD表面的Al/SiO2/Al日盲滤光结构。2、采用优化的器件工艺条件,成功研制出两种结构(n+-n-n--p结构和p+-p-p--n+结构)的4H-SiC APD,器件室温下最高量子效率和最高增益分别可达53.4%(290nm)和2×106。通过对比暗电流特性,发现倾斜台面APD的暗电流水平显著优于垂直台面APD,证明倾斜台面对台面边缘电场有较好的抑制作用；通过将Al/SiO2/Al日盲滤光器集成在APD表面,实现了具有日盲响应特性的4H-SiC APD。3、研制出规模为1×8的4H-SiC APD多元器件,像元的雪崩击穿电压具有较好的一致性,其标准误差仅为0.148 V；像元之间的光电流增益特性无明显差异,暗电流有所差异,但最高量级也仅为10-11 A(@90%击穿电压),可满足紫外探测和成像应用的要求。4、采用被动式电流淬灭电路,实现了4H-SiC APD的紫外单光子计数：室温下,所制APD的单光子探测效率为6.17%(280 nm)时,对应暗计数率为22 kHz即使在150℃C高温条件下,APD的暗计数率略仍可保持在80 kHz量级,证明4H-SiC APD具有工作在高温等恶劣环境下工作的潜力。为了获得最优的信噪比,统计了在不同偏压和脉冲电压阈值下APD的单光子探测效率和暗计数率,分析获得了优化的APD工作偏压和脉冲电压阈值。