光网络具有带宽宽、透明性良好、波长路由特性、兼容性和可扩展性等优点,而电的处理能力非常出色,因而在通信网络的终端如计算机等仍然采用电信号。在光通信系统中,电信号和光信号的相互转换是不可或缺的过程,这就需要高速的电光调制器和光电探测器等关键器件。因此,在光纤通信系统中,光电混合集成(Optoelectronic integrated circuit, OEIC)是实现高速光通信的根本出路。硅是应用最广泛的材料,成本很低,硅基CMOS工艺在微电子领域非常成熟,而且硅基光子技术与CMOS工艺完全兼容,各种硅基光子器件如高速电光调制器、光电探测器、激光器等已相继研制出来。硅光电探测器与硅集成电路的单片光电集成电路芯片已有文献报导。本论文针对绝缘层上硅(SOI)材料上单片光电集成(OEIC)的课题—基于电光调制器和电光开关与模拟CMOS驱动电路的硅基单片光电集成技术展开了研究。本文结合SOI材料结构、p-i-n电学结构、模拟CMOS集成电路结构和商业的CMOS工艺线的要求,设计了基于载流子色散效应的硅基光波导器件和CMOS驱动电路,研制了可行工艺流程,并成功制作了单片光电混合集成芯片。在国内,我们最先尝试采用商业的CMOS工艺线方式来制作载流子色散型光波导器件和CMOS驱动电路结合的单片光电混合集成芯片。包括在士兰集成0.8μm工艺下光波导器件和CMOS驱动电路的设计、版图设计、协同士兰集成设计流片流程、对芯片进行反复测试及对测试结果的分析讨论和改进等一整个流程。针对对士兰流片的测试结果,对电路进行了改进,基于0.18μm工艺优化了参数,进行了0.18μm工艺下的光波导器件和模拟CMOS驱动电路的仿真设计。本文对芯片的测试结果表明：调制器消光比接近20 dB; CMOS驱动电路实现了小信号放大26.9 dB功能。峰峰值50 mV的正弦波信号经过驱动电路放大后加载到调制器上,速度可达10 MHz,验证了基于CMOS工艺的单片光电混合集成的可行性。