(1) Monolitisk fotoelektrisk integration
På senare år har kiselbaserade fotoniska enheter utvecklats snabbt, såsom optiska omkopplare, modulatorer, mikroringfilter etc. Design- och tillverkningstekniken för enhetsenheter baserade på kiselteknologi har varit relativt mogen. Genom att rationellt designa och organiskt integrera dessa fotoniska enheter med traditionella CMOS-processer, kan fotoniska kiselenheter samtidigt tillverkas på den traditionella CMOS-processplattformen och därigenom bilda ett monolitiskt integrerat optoelektroniskt system med vissa funktioner. Den nuvarande optoelektroniska integrationsteknologin behöver dock fortfarande ta itu med submikronetsningsteknik, processkompatibilitet mellan fotoniska enheter och elektroniska enheter, termisk och elektrisk isolering, integration av ljuskällor, optisk transmissionsförlust och kopplingseffektivitet och optisk logik en rad problem såsom enheter. Världens första monolitiska optoelektroniska integrerade chip baserat på standard CMOS tillverkningsprocess, vilket markerar den framtida utvecklingen av optoelektroniska integrerade chip till mindre storlek, lägre strömförbrukning och kostnad.
(2) Hybrid optoelektronisk integration
Hybrid optoelektronisk integration är den mest studerade optoelektroniska integrationslösningen hemma och utomlands. För systemintegration, speciellt för kärnlasrar, är InP och andra III-V-material ett bättre teknikval, men nackdelen är höga kostnader, så det måste kombineras med ett stort antal kiselteknologier för att minska kostnaderna samtidigt som prestanda säkerställs. När det gäller den specifika tekniska realiseringsstrategin, ta ett företag i USA som ett exempel, som kombinerar aktiva kretsar som lasrar, detektorer och CMOS-bearbetning i form av olika funktionella kretsuppsättningar till vanligt kisel genom optisk sammankoppling och elektrisk sammankoppling på passivt optiskt adapterkort. Fördelen med detta är att varje chipset kan tillverkas oberoende, processen är relativt enkel och implementeringen är enkel, men integrationsnivån är relativt låg. Universitet och forskningsinstitutioner som är engagerade i optoelektronisk integrationsforskning har lagt fram optoelektroniska integrationsteknologilösningar baserade på tredimensionella integrationsprocesser såsom TSV-interconnection, det vill säga SOI-baserade fotoniska integrationsskikt och CMOS-kretsskikt realiserar systemnivåintegration genom TSV-teknik. Huruvida de två är kompatibla med varandra när det gäller design och struktur, tillverkningsprocesser, säkerställer låg insättningsförlust av elektrisk sammankoppling, optisk sammankoppling och optisk koppling. Detta är nyckeln till att uppnå hybrid optoelektronisk integration och den huvudsakliga utvecklingen av optoelektronisk integration i framtida riktning.
