最近几年，光通信已经成为了信息技术革命的奠基石。而实现高速大容量光通信的唯一出路就是单片光电集成（OEIC）。因为光互连可以最大限度的消除封装以及模块之间互连所产生的寄生元件﹑外界电磁干扰及噪声的影响。而且，光互连技术还有体积小、高可靠性、高成品率以及能够实现各种电路功能等优点。而光电探测器作为系统内部一个重要的组成部分，其性能的好坏对于整个系统会产生很大的影响。随着信号频率的不断提高，对光电探测器的响应速度的要求也越来越高。作者首次提出了两种光电探测器的新结构，解决了响应速度与响应度之间的制约关系，为高性能的光电探测器的设计提供了备选方案。本文在分析了光电探测器的基本工作原理，研究了光电探测器的性能指标，关注了目前报道的应用在光互连系统中的PIN光电探测器的基本结构的基础上，首次提出了一种具有双MOS结构的光电探测器。仿真得到量子效率的值会随着本征硅层厚度的增加而增大，当厚度增大到50μm的时候，光电探测器的量子效率的值会达到53%的饱和值；因为这种结构不存在光生载流子的扩散运动，因此其响应速度在相同的耗尽层厚度的情况下相对于传统的PIN光探测器有所提高。同时，该结构因为使用了MOS结构，所以其静态功耗为零。接着在具有双MOS结构的光电探测器的基础上提出了另一种新型结构的谐振腔增强型双MOS探测器，它是将具有双MOS结构的探测器放于谐振腔中。由于谐振腔和双MOS结构联合作用，因此器件可以获得95%的量子效率；谐振腔的使用减小了耗尽层的长度，从而减小载流子渡越时间，实现器件的高速响应性能，因此可以获得121GHz的3dB带宽。这种结构在具有双MOS结构光电探测器的优点的同时也具有谐振腔的优势。