(1) Monolitisk fotoelektrisk integration
Under de senaste åren har kiselbaserade fotoniska enheter utvecklats snabbt, såsom optiska brytare, modulatorer, mikroringsfilter etc. Konstruktions- och tillverkningstekniken för enhetsenheter baserade på kiselteknik har varit relativt mogen. Genom att rationellt utforma och organiskt integrera dessa fotoniska enheter med traditionella CMOS-processer kan kiselfotoniska enheter vara tillverkade på den traditionella CMOS-processplattformen samtidigt och därigenom bilda ett monolitisk integrerat optoelektroniskt system med vissa funktioner. Den nuvarande optoelektroniska integrationstekniken behöver dock fortfarande ta itu med sub-micron etsning teknik, processkompatibilitet mellan fotoniska enheter och elektroniska enheter, termisk och elektrisk isolering, integration av ljuskällor, optisk överföring förlust och koppling effektivitet, och optisk logik en rad frågor såsom enheter. Världens första monolitiska optoelektroniska integrerade chip baserat på standard CMOS-tillverkningsprocess, som markerar den framtida utvecklingen av optoelektroniskt integrerat 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, särskilt för kärnlasrar, är InP och andra III-V-material ett bättre teknikval, men nackdelen är hög kostnad, så den måste kombineras med ett stort antal kiseltekniker för att minska kostnaderna samtidigt som prestanda säkerställs. När det gäller den specifika tekniska realiseringsmetoden, ta ett företag i USA som ett exempel, som kombinerar aktiva chips som laser, detektorer, och CMOS-bearbetning i form av olika funktionella chipsets till gemensam kisel genom optisk sammankoppling och elektrisk sammankoppling på passiv optisk adapter ombord. Fördelen med detta är att varje chipset kan tillverkas självständigt, processen är relativt enkel, och genomförandet är enkelt, men integrationsnivån är relativt låg. Universitet och forskningsinstitutioner som ägnar sig åt optoelektronisk integrationsforskning har lagt fram optoelektroniska integrationstekniska lösningar baserade på tredimensionella integrationsprocesser som TSV-sammankoppling, det vill säga SOI-baserat fotoniskt integrationsskikt och CMOS-kretsskikt förverkligar integrering på systemnivå genom TSV-teknik. Huruvida de två är kompatibla med varandra när det gäller konstruktion och struktur, tillverkningsprocesser, säkerställa 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 framtiden.
