(1) Monoliittinen valosähköinen integrointi
Viime vuosina piipohjaiset fotonilaitteet ovat kehittyneet nopeasti, kuten optiset kytkimet, modulaattorit, mikrorengassuodattimet jne. Piiteknologiaan perustuvien yksikkölaitteiden suunnittelu- ja valmistustekniikka on ollut suhteellisen kypsää. Suunnittelemalla ja orgaanisesti integroimalla nämä fotonilaitteet perinteisiin CMOS-prosesseihin, piin fotonilaitteita voidaan valmistaa perinteisellä CMOS-prosessialustalla samanaikaisesti, jolloin muodostuu monoliittinen integroitu optoelektroninen järjestelmä tietyillä toiminnoilla. Nykyisen optoelektronisen integrointitekniikan on kuitenkin vielä käsiteltävä submikronista etsaustekniikkaa, fotonilaitteiden ja elektronisten laitteiden prosessien yhteensopivuutta, lämpö- ja sähköeristystä, valonlähteiden integrointia, optista lähetyshäviötä ja kytkentätehokkuutta sekä optista logiikkaa useita ongelmia. kuten laitteet. Maailman ensimmäinen monoliittinen optoelektroninen integroitu siru, joka perustuu standardiin CMOS-valmistusprosessiin, mikä merkitsee optoelektronisen integroidun sirun tulevaa kehitystä pienempään kokoon, alhaisempaan virrankulutukseen ja kustannuksiin.
(2) Hybridi optoelektroninen integraatio
Hybridioptoelektroninen integraatio on tutkituin optoelektroninen integraatioratkaisu kotimaassa ja ulkomailla. Järjestelmäintegraatioon, erityisesti ydinlasereihin, InP ja muut III-V-materiaalit ovat parempi teknologiavalinta, mutta haittana on korkeat kustannukset, joten se on yhdistettävä suureen määrään piitekniikoita kustannusten alentamiseksi ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Tarkasteltaessa erityistä teknistä toteutusta voidaan ottaa esimerkkinä yhdysvaltalainen yritys, joka yhdistää aktiiviset sirut, kuten laserit, ilmaisimet ja CMOS-prosessoinnin erilaisten toiminnallisten piirisarjojen muodossa tavalliseen piiin optisen ja sähköisen yhteenliittämisen kautta. passiivinen optinen sovitinkortti. Tämän etuna on, että jokainen piirisarja voidaan valmistaa itsenäisesti, prosessi on suhteellisen yksinkertainen ja toteutus on helppoa, mutta integrointitaso on suhteellisen alhainen. Optoelektronisen integraation tutkimukseen osallistuvat yliopistot ja tutkimuslaitokset ovat esittäneet kolmiulotteisiin integraatioprosesseihin perustuvia optoelektronisia integraatioteknologiaratkaisuja, kuten TSV-yhdyskytkentä eli SOI-pohjainen fotoniintegraatiokerros ja CMOS-piirikerros toteuttavat järjestelmätason integraation TSV-tekniikan avulla. Ovatko nämä kaksi yhteensopivia toistensa kanssa suunnittelun ja rakenteen, valmistusprosessien suhteen, varmistavat sähköisen liitännän, optisen yhteenliittämisen ja optisen kytkennän pienen välityshäviön. Tämä on avain optoelektronisen hybridiintegraation saavuttamiseen ja optoelektroniikan integraation pääasialliseen kehittämiseen tulevaisuuden suunnassa.
