(1) Монолітна фотоелектрична інтеграція
В останні роки фотонні пристрої на основі кремнію швидко розвиваються, такі як оптичні перемикачі, модулятори, мікрокільцеві фільтри тощо. Розробка та технологія виробництва одиничних пристроїв на основі кремнієвої технології є відносно зрілими. Завдяки раціональному дизайну та органічній інтеграції цих фотонних пристроїв із традиційними процесами CMOS, кремнієві фотонні пристрої можуть бути виготовлені на традиційній платформі процесу CMOS одночасно, утворюючи таким чином монолітну інтегровану оптоелектронну систему з певними функціями. Однак сучасна технологія оптоелектронної інтеграції все ще потребує вирішення субмікронної технології травлення, сумісності процесів між фотонними пристроями та електронними пристроями, теплової та електричної ізоляції, інтеграції джерел світла, оптичних втрат передачі та ефективності зв’язку, а також оптичної логіки та ряду питань. наприклад пристрої. Перший у світі монолітний оптоелектронний інтегрований чіп, заснований на стандартному виробничому процесі CMOS, позначає майбутній розвиток оптоелектронного інтегрованого чіпа до меншого розміру, нижчого енергоспоживання та вартості.
(2) Гібридна оптоелектронна інтеграція
Гібридна оптоелектронна інтеграція є найбільш вивченим рішенням оптоелектронної інтеграції в країні та за кордоном. Для системної інтеграції, особливо для сердечників лазерів, InP та інші матеріали III-V є кращим технологічним вибором, але недоліком є висока вартість, тому його потрібно поєднувати з великою кількістю кремнієвих технологій, щоб зменшити витрати, забезпечуючи продуктивність. З точки зору конкретного підходу до технічної реалізації, візьмемо як приклад компанію в Сполучених Штатах, яка поєднує активні мікросхеми, такі як лазери, детектори та обробку CMOS у формі різних функціональних наборів мікросхем, із звичайним кремнієм через оптичне з’єднання та електричне з’єднання на плата пасивного оптичного адаптера. Перевагою цього є те, що кожен чіпсет можна виготовити незалежно, процес відносно простий, а реалізація проста, але рівень інтеграції відносно низький. Університети та дослідницькі установи, які займаються дослідженнями оптоелектронної інтеграції, запропонували технологічні рішення оптоелектронної інтеграції, засновані на процесах тривимірної інтеграції, таких як взаємозв’язок TSV, тобто шар фотонної інтеграції на основі SOI та рівень схеми CMOS реалізують інтеграцію на системному рівні за допомогою технології TSV. Незалежно від того, чи вони сумісні один з одним з точки зору дизайну та структури, виробничих процесів, забезпечують низькі внесені втрати електричного з’єднання, оптичного з’єднання та оптичного з’єднання. Це ключ до досягнення гібридної оптоелектронної інтеграції та основний розвиток оптоелектронної інтеграції в майбутньому напрямку.
