目前，在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管（APD），但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题，而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层，在一定程度解决了上述问题，但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活，该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此，本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环，并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控，构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明，在凹槽环内填充空气或SiO₂可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。

光通信系统不断提升的传输速率对光电探测器的带宽提出了更高的要求。利用有限元分析软件APSYS对p区倒置型雪崩光电探测器(APD)进行设计与优化。结果表明，双台面p区倒置型 APD可将电场限制在中心区域，避免器件发生边缘击穿，器件的暗电流约为0.1 nA，最大带宽为23 GHz，增益带宽积为276 GHz。在此结构上，对双台面p区倒置型 APD的台面及层结构参数进行优化，得到最大带宽为31.7 GHz，增益带宽积为289.4 GHz的三台面p区倒置型 APD。