生物传感技术是一个新兴的学科交叉研究热点。各式各样的生物传感器已经被设计制造出来,通过将特定的生物识别部件与用于信号处理的换能器相结合,可用于快速检测病原体、蛋白质以及其他特定分析物,是一种理想高效的检测工具。光电生物传感器包含光源、光波导、光电探测器三个主要部件,为降低检测成本,以及满足高灵敏度和大规模制造的要求,主要部件由硅材料或者硅基材料制成的全硅片上光电生物传感器逐渐引起科研人员的注意。全硅片上光电生物传感需要将主要的三个部件由硅或者硅基材料制造并实现传感的功能,结合现有较为成熟的微电子技术,近年来逐渐成为各国研发人员关注的热点。伴随着小型化,低成本等要求的不断深入,急需突破硅光源、硅材料波导以及硅光电探测器的一体化集成。目前波导技术与硅光电探测器技术已经较为成熟,高效硅光源的研发成为该技术的关键。面向片上传感器的发展情况,本文主要研究与探讨的是一种类双极型结构的多晶硅雪崩发光器件的设计优化,在进行了TCAD仿真确认了原理的正确性之后,为深入了解器件特性进行了相关测试,用以分析采用多晶硅材料所制造出的雪崩发光器件在片上的应用可行性。该器件采用多晶硅作为发光材料,可以利用标准CMOS工艺进行设计制造,通过施加反偏电压,在反偏结处触发电致发光现象。为进行测试,采用金线将电极引出并使用双列直插式陶瓷封装,并设计了相应的测试用电路板。我们选用P型掺杂区域宽度不同的5个器件进行测试,其中,基区宽度最大的器件的击穿电压为7.2 V。使用光谱仪测试结果显示,类双极型结构多晶硅雪崩发光器件的发光频谱是连续的,在680 nm和760 nm波长处有明显的峰值分布,并且确认了发光强度与电流电压的近似线性关系。在施加相同的反偏电压的条件下,基区宽度短的器件有着更强的电致发光强度。此外,拥有较短基区宽度的发光器件可以获得更高的发光效率与相对较低的电功耗。由于Si/SiO2的折射率差异,通过显微镜,从器件发射的光辐射在5度、15度、30度、45度和60度观察到了色散特性,并且当角度大于30度后,色散现象将会越发明显。基于测试到的电学与光学特性,尝试设计出了基于光波导的生物传感结构和微流控通道的生物传感结构。