在光电集成（Optoelectronic Integrated Circuits,OEIC）和光子集成（Photonic Integrated Circuits,PIC）系统中,光电探测器的性能优劣直接决定了整个光电系统的优劣。由于石墨烯的载流子迁移率和光谱吸收特性表现优异,石墨烯在光电探测器中应用广泛。然而,受限于石墨烯的光吸收率及传统矩形或脊型光学波导的传输特性,由此制备而成的光电探测器尺寸较大,且在光电转换效率上表现欠佳。另一方面,由于制备工艺上的问题,光电转换材料为石墨烯的光电探测器与CMOS工艺流程兼容性不高。因此,本文围绕石墨烯光电探测器和CMOS工艺兼容性的问题,开展了关于CMOS工艺兼容的石墨烯狭缝波导光电探测器的课题研究。本文围绕CMOS工艺、集成光学波导原理及石墨烯理论,提出了一种石墨烯狭缝波导型光电探测器结构设计方案。器件结构设计上,针对单层石墨烯光吸收率不高导致总光电转换率低的问题,本文通过提高波导光能量密度的方式提高石墨烯的光电转化率;针对石墨烯在制备流程中的工艺兼容性差和石墨烯过于脆弱等问题,本文通过狭缝波导的改良结构来满足石墨烯的嵌入需求;针对本征石墨烯零带隙导致的暗电流过大的问题,本文沉积不同金属电极实现了本征石墨烯的表面掺杂进而调整能带结构。制备工艺流程上,本文设计了兼容于CMOS工艺的器件制备流程,针对石墨烯与CMOS工艺流程的不兼容问题,在PECVD和CMP工艺结合的基础上,使用TTG进行石墨烯转移,解决了器件制备过程中石墨烯易破碎等CMOS工艺不兼容问题。本文基于Lumerical系列的MODE Solution和FDTD对狭缝波导尺寸进行仿真。将仿真得到的电场分布进行Matlab分析后结果表明,在狭缝二氧化硅波导的宽为100nm,高为300nm,两侧氮化硅包层波导宽为170nm时,狭缝型波导中间部分的光场强度较两边氮化硅包层的光场强度高出45%以上,是传统单模矩形波导光模场能量密度的约4倍。在仿真结果分析方面,本文通过Matlab对沿光传输方向平铺的石墨烯上电场强度和垂直于光传输方向的电场进行归一化处理,得到电场相对强度关于传播方向的分布。归一化结果表明,垂直于传输方向的电场在狭缝波导中间位置达到最高,而沿传输方向的电场的电场均匀性极好,狭缝波导内电场强度波动不超过3%。故而认为与光传输同向的石墨烯较传统垂直光入射的石墨烯对光的吸收能力可被大幅增强,且石墨烯在狭缝波导中的位置容差范围较大,在工艺实现上难度更低。最后,本文通过CMOS工艺兼容单步实验,验证了工艺流程的可行性并开发出相应工艺的工艺参数。综上所述,本文理论提出了一种基于狭缝波导的CMOS工艺兼容石墨烯光电探测器结构并实验验证了其可行性。