光电探测器是一种利用光电效应将辐射能转换成电信号的器件,是光电探测系统中的重要组成部分。作为典型的探测器类型已经在国防安全和人民生活中得到了举足轻重的实际运用。随着集成电路的发展,半导体光电探测器特别是硅基器件在微小化、集成化和低成本方面取得了越来越大的突破和进展,硅基光电器件在未来一段较长时间里仍然是今后研究和发展的主要器件之一。因此研究基于硅基的新型光电器件就具有重要的意义。本论文主要研究了基于光电导增益的重掺杂硅纳结构微光探测器、基于重掺杂硅类金属等离激元天线谐振的红外热探测器的基本原理和相关技术。本文的主要内容可以概括为以下几点:(1)分析了重掺杂硅纳结构的光电导增益增强原理,介绍了表面态、表面能级和内建电场对结构特性的影响。建立了器件仿真模型,进行了微弱光条件下器件光电响应仿真,并对影响器件增益的参数如掺杂浓度、结构尺寸、表面态浓度等进行了优化。为了克服实际制作中纳结构表面态难以控制的问题,提出了一种利用PN结形成内建电场来代替表面态形成内建电场的结构,模拟发现该结构的增益几乎可达106,其增益的大小与表面态密度不再相关。(2)研究了重掺杂硅纳结构类金属的局域表面等离增强的原理,对重掺杂硅纳结构以及含有表面PN结的纳结构进行了光学特性和热学特性的仿真,研究了结构几何尺寸、入射光偏振、掺杂浓度、衬底以及环境介质等因素对于纳结构光学特性的影响。(3)设计了重掺杂硅纳结构光电探测器的器件结构和制备工艺流程,并采用电子束曝光和ICP刻蚀工艺实际制作了硅纳结构,摸索了相关的工艺参数,为进一步继续和完善器件制作打下了基础。