随着科技的迅速发展,高速光纤通讯系统提出的要求越来越高,但摩尔定律接近其物理极限,基本的电互联已不能满足需求。这种情况下提出了将光和电相结合来获得更高的带宽和传输速率。同时,硅基技术与传统的CMOS相兼容,并且具有低成本、高带宽和小尺寸的优势。将这些优势与现有微电子技术相结合成为了解决瓶颈问题的关键,为了延续摩尔定律,开辟出了新的发展方向。光纤通信系统主要包含了激光器、调制器、探测器等等关键器件。本文主要是研究基于MZI结构的SOI基电光调制器的结构设计和工艺研究。本文对脊形波导结构进行了优化设计,确定了单模脊形波导结构尺寸,脊高为150nm,脊宽为350nm⁵50nm。基于反向楔形波导结构的模式变换作用,本文提出了输入/输出波导为倒锥型结构的双层刻蚀的1×2多模干涉器,其中220nm刻蚀的波导宽度为2.9μm,长度为15μm,多模区的宽度为19.94μm,长度为40.67μm,70nm刻蚀的波导宽度为1.35μm,长度为30μm,多模区的宽度为5μm,长度为25.4μm,得到的损耗为0.43 dB,双层刻蚀的MMI分光比为45.9%,单层刻蚀的MMI只能达到39.1%。本文使用Lumerical软件进行电学结构和光学结构设计,改变脊形波导的宽度、PN结的位置和PN结处掺杂载流子的浓度,利用其对有效折射率的变化产生的影响来确定调制器中调制臂脊型波导最佳值为400 nm,脊高为150 nm,平板层的厚度为70 nm,p型掺杂区偏离波导中央的距离y_offset为20³5 nm,d_n+=1.48μm,d_p+=1.52μm,PN结处,N区、P区掺杂浓度大于等于2×10¹77 cm^-3,N+、P+区为载流子的过渡区,掺杂浓度为10¹⁹/cm³,重掺杂区为10²¹/cm³。所得调制臂的损耗为3.78dB/cm,消光比为3.7dB,调制带宽为37GHZ,调制速率最高为50Gbps。在仿真设计的基础上,利用中科院微电子所8寸工艺平台完成了硅基电光调制器的制作。通过测量波导群的损耗确定波导损耗为6dB/cm,-4V偏压下所测量的带宽为17GHZ,调制速率为30Gbit/s。提出狭缝脊型波导,对其结构参数进行了优化设计,得出当两侧波导宽度分别为220nm,狭缝宽度为40nm,狭缝刻蚀Si的厚度为220nm时,狭缝中归一化功率取得最大值13.54%。