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Si基光电子集成采用成熟价廉的微电子加工工艺，将光学器件与多种功能的微电子电路集成，是实现光通信普及发展的有效途径。Si基OEIC(Optoelectronic Integrated Circuit)光接收机是Si基光通信研究的重要内容。高速SiGe／Si异质结双极晶体管(HBT)的研制成功使人们可以利用SiGe／Si HBT构建Si基高速电路；共振腔增强型的光电探测器(RCE-PD)可以解除探测器的响应带宽和量子效率之间的矛盾，适合于研制光吸收系数低的Si基高速光电探测器。将Si共振腔光电探测器与SiGe／Si HBT高速放大电路集成，是制备高速SiGe／Si OEIC光接收机芯片的好的选择。
本课题围绕SiGe／Si高速OEIC光接收机这一研究目标，开展了材料和关键器件的研究，包括SiGe／Si材料的生长和性质研究、SiGe／Si HBT的研制和Si共振腔光电探测器的研制。主要的研究结果如下：
(1)从固体模型理论的结果出发，计算了生长于Si(100)衬底上的Si1-xGex合金材料的间接带隙与应变的关系，结果表明，应变的SiGe材料的带隙和完全弛豫状态下材料的带隙之差与应变呈线性关系；据此，首次提出了测量SiGe应变状态的带隙法，即通过测量SiGe合金的带隙来间接确定SiGe／Si的应变状态。用带隙法测量了SiGe／Si材料的应变弛豫度，得到了材料精确的应变信息，与用其它方法测得的应变值能较好地吻合；
(2)用超高真空CVD研究了应变的SiGe中掺入B时，B对SiGe中的应变的补偿作用，测得B相对Ge的应变补偿率为7.3，在Si材料中B的晶格收缩系数为6.23×10-24 cm／atom；
(3)针对超高真空CVD生长原位掺磷的N型Si层时，掺杂浓度比较低的缺点，采用Ge增强掺杂技术，实现了N型Si的原位高掺杂，载流子浓度由无Ge掺杂的最高5×1018cm-3提高到2×1019cm-3，该技术已获得国家发明专利；
(4)采用变温和限制生长技术，并在基区的两边加入Spacer层，解决了SiGe／Si HBT材料生长中基区B的扩散问题，可以严格控制发射结和集电结两个PN结的位置，实现了异质结界面与PN结界面的精确重合：
(5)用超高真空CVD生长出晶格、掺杂、界面质量优良的SiGe／Si HBT材料，并用该材料研制出了SiGe／Si HBT，室温直流增益达到352.6，截止频率为20GHz；
(6)首次提出了一套横向过腐蚀自对准离子注入的SiGe／Si HBT制作新工艺，并用该工艺制作出HBT器件，放宽了器件工艺容差，提高了器件的成品率：
(7)首次提出了一种薄膜型Si RCE光电探测器结构和制作工艺，该探测器结构采用SOI材料进行背面选择性挖孔腐蚀形成Si薄膜，Si薄膜的下表面采用Au膜作为探测器的下电极，同时作为RCE探测器的底部反射镜，可以获得高的反射率，而且工艺简单；
(8)首次研制出薄膜型Si RCE光电探测器，有源层厚度为21μm的探测器在共振波长848nm处的外量子效率为33.8％，量子效率有4倍的增强，峰值响应半高宽为17nm，面积为25400μm2的Si RCE探测器在-4V偏压下的-3dB带宽估算为0.93GHz。研制的有源层厚度为5μm的探测器，在共振波长853.5nm处的外量子效率为50.6％，峰值响应半高宽为9nm，在-4V偏压下-3dB带宽估算为1.51GHz；利用SiGe低噪声放大器与研制的Si RCE光电探测器，设计制作了光接收机模块，工作速度为150Mb／s。