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在光电技术快速发展的推动下，光电器件得以迅速发展，其在光通信系统、成像系统及军事等领域的应用不断扩大。特别是近年来半导体材料和器件结构的不断研究发展，光电探测器件向着高灵敏度和高性能方向发展，其工作波长范围也向红外、紫外方向发展，但其发展仍受制于成本和工艺复杂度等问题，且目前CMOS工艺可兼容的光电探测器普遍存在量子效率偏低、工作带宽较窄等性能问题。因此，开展高速、高量子效率和波长选择性探测的CMOS可集成光电探测器(Photodetector，PD)的研究，具有很重要的现实意义。 本文提出将F-P谐振微腔引入到SOI CMOS工艺中，构建一种新型的SOI基CMOS兼容的谐振腔增强型（resonant cavity enhanced，RCE）光电探测器结构，并围绕着RCE光电探测器开展了理论分析、结构设计及优化、性能对比和工艺流程设计、版图绘制等研究工作。主要研究内容如下： 1、在研究和分析常见的RCE光电探测器的工作原理、性能参数以及其结构的优劣基础上，创新性的提出了一种SOI基CMOS可兼容的RCE PD结构，并调整优化结构参数，力求改善CMOS RCE PD性能较差的问题。 2、分析PD的光电转换机理及载流子特性，建立了优化的SOI基RCE PD结构。详细分析器件材料、RCE的DBR反射镜结构，再数值模拟优化谐振腔结构，并结合工艺实现性，最终确定850nm光波长SOI基RCE PD结构。 3、开展了SOI CMOS RCE光电探测器结构的TCAD仿真实现和电学特性模拟。通过设计合理的工艺流程，再运用TCAD仿真软件进行RCE PD器件的仿真实现和量子效率、响应度等参数的光电特性仿真。对比仿真结果和理论模拟结果，两者的最大误差在19％之内，基本验证了模拟仿真的可靠性及器件结构的可行性。 4、设计多种RCE光电探测器件版图。基于2μmCMOS工艺的SOI基CMOS RCE光电探测器版图包括基本双光电、条栅型双光电、Lateral PIN、空间调制型四类结构，受光面积30μm*30μm、40μm*40μm和50μm*50μm三种，根据器件P+横向间距、P+宽度、P+/N+横向间距等尺寸细分画出不同的器件结构，共330个器件结构。 通过全文的研究及仿真结果验证了SOI基CMOS RCE光电探测器新结构的正确性，相比于普通CMOS光电探测器，其量子效率提高了50%以上，且工艺流程更加简单，达到了高性能、低成本、易实现的设计目标。本文系统性分析SOI基CMOS RCE光电探测器的设计流程，为下一步实现SOI基CMOS RCE光电探测器打下了基础。