随着网络数据量的日益增加,数据中心的兴起,以及超级计算机的发展都对短距互联提出了更高的要求。传统的铜导线连接方式由于大的串扰和高的传输损耗,无法实现高速信号传输的要求,所以光互联成为新型的短距互联解决方案。在850 nm短距互联波段,成熟的高速VCSEL激光器和多模光纤传输模式,使得对接收端性能提出了更高的要求。我们着手于硅基材料,研究满足短距互联的高速,高响应,低暗电流的光电探测器。提出了表面光栅的共面叉指光电探测器结构,对影响探测器频率带宽和量子效率的因素展开深入研究。在实验上,制作出了符合光互连带宽要求的高速探测器,并就响应度提升问题做出了有效的尝试,具体开展工作如下:在220nm顶层硅的SOI材料上采用平面叉指结构,实现高速性能的同时,在表面设计了布拉格光栅,利用光栅的衍射效应,改变垂直吸收为水平吸收,提高响应度。本论文首先进行了光学的设计,表面布拉格光栅参数的计算,FDTD-solution仿真软件对周期、占空比、刻蚀深度、盖层厚度等参数进行了优化,结果显示外量子效率可以达到77.3%,是无光栅的器件的11倍。电学仿真对叉指结构的电容,电场特性进行了分析。之后,进行了共面叉指高速探测器的工艺设计和实际流片,对器件进行了IV特性,3d B带宽,正向导通电阻的测试分析。数据显示所有的器件暗电流在-10V偏压下都低于40p A,面积为2300μm~2的器件响应度为3.4m A/W,3d B带宽14.1GHz,面积为4300μm~2器件响应度为5.1m A/W,3d B带宽7.9GHz。正向导通电阻由两部分组成,分别是电极部分的欧姆接触电阻和叉指电阻。根据器件结构和测试结果,分别建立了高速渡越时间模型和RC等效电路模型,计算并分析器件的3d B带宽和叉指间距的关系,实际测试数据和理论值拟合良好。最后,在共面叉指探测器的基础上制作了表面布拉格光栅,测量并分析了有无光栅器件的响应度差异,光栅器件在零偏和-30V偏压下,响应度分别提升了20倍和9.51倍。另外,我们制作三种不同类型的光栅,其中与叉指掺杂方向垂直的纵向光栅和纵向间距光栅对带宽的影响较小。