波导型光探测器是片上光互连系统的核心器件之一,其探测速度决定了片上光互连系统响应速度的上限。石墨烯是已知载流子迁移率最高的材料,且具有良好的光电特性,在超高速片上光互连领域具有广阔的应用前景。然而,目前基于石墨烯的波导型光探测器与CMOS工艺存在兼容性问题,这已经成为限制此种器件实现小型化和集成化的最大障碍。本文综合比较分析了基于石墨烯的波导型光探测器的结构和工艺,提出了一种单层石墨烯嵌入氮化硅脊形波导中的光探测器（SLG-E-Si N-RW PD）结构。器件结构上,本文设计了基于表面掺杂效应的叉指型金属掺杂电极,通过理论推导并仿真归纳总结了波导结构参数变化对波导内光场分布的影响,进而设计出优化的脊形波导结构;制造工艺上,本文设计了兼容于CMOS工艺的器件制备工艺流程,并对光刻、剥离、金属湿法腐蚀、PMMA法转移石墨烯、石墨烯上PECVD氮化硅等工艺展开单步实验研究;测试工艺上,本文设计了光学显微分析粗检测与拉曼光谱分析细检测相结合的器件内石墨烯质量测试方法,基于菲涅耳定律对光学显微分析原理进行数学建模,并以本文所设计的波导芯区结构为例,进行光学显微分析所需包层厚度的仿真优化。本文基于Lumerical MODE进行波导的仿真设计,仿真结果表明,对于脊高为400nm,脊宽为1.3μm,底高为320nm的氮化硅脊形波导,底内0～10nm范围内的电场强度均为脊上表面处的2倍以上;本文开发出相关单步工艺实验的合适的工艺参数,并完成了CMOS工艺兼容性实验验证。本文基于MATLAB完成了求解光学显微分析所需光源与包层厚度间关系的仿真,对下底为310nm氮化硅的结构,仿真结果表明,当下包层二氧化硅的厚度为2000nm时,使用620nm的橙色光源作为背景光,或厚度为2670nm时,使用550nm的绿色光源作为背景光,光学对比度均可达0.1以上;对有缺陷的石墨烯,本文对在光学显微镜下看到的非缺陷区进行了拉曼光谱分析,结果显示石墨烯基本无缺陷,由此实验结果结合光学纤维结果,证实拉曼光谱分析的局域性特征,结合光学先威威分析的仿真结果,实验验证了所提出的测试工艺流程的可行性。