(1) Monolithische photoelektrische Integration
In den letzten Jahren haben sich photonische Geräte auf Siliziumbasis schnell entwickelt, wie optische Schalter, Modulatoren, Mikroringfilter usw. Die Konstruktions- und Fertigungstechnologie von Geräte auf Basis der Siliziumtechnologie ist relativ ausgereift. Durch rationales Entwerfen und organische Integration dieser photonischen Geräte mit herkömmlichen CMOS-Prozessen können Silizium-Photonikgeräte gleichzeitig auf der traditionellen CMOS-Prozessplattform hergestellt werden und bilden so ein monolithisches integriertes optoelektronisches System mit bestimmten Funktionen. Die aktuelle optoelektronische Integrationstechnologie muss jedoch noch submikronätzende Technologien, Prozesskompatibilität zwischen photonischen und elektronischen Geräten, thermische und elektrische Isolierung, Integration von Lichtquellen, optischeÜbertragungsverlust und Kopplungseffizienz sowie optische Logik einer Reihe von Problemen wie Geräten angehen. Der weltweit erste monolithische optoelektronische integrierte Chip auf Basis des Standard-CMOS-Fertigungsprozesses, der die zukünftige Entwicklung des optoelektronischen integrierten Chips zu einer kleineren Größe, einem geringeren Stromverbrauch und geringeren Kosten markiert.
(2) Hybride optoelektronische Integration
Die hybride optoelektronische Integration ist die am meisten untersuchte optoelektronische Integrationslösung im In- und Ausland. Für die Systemintegration, insbesondere für Kernlaser, sind InP und andere III-V-Materialien eine bessere Technologiewahl, aber der Nachteil sind hohe Kosten, daher muss sie mit einer Vielzahl von Siliziumtechnologien kombiniert werden, um Kosten zu senken und gleichzeitig die Leistung zu gewährleisten. Nehmen Sie als Beispiel ein Unternehmen in den Vereinigten Staaten, das aktive Chips wie Laser, Detektoren und CMOS-Verarbeitung in Form verschiedener funktionaler Chipsätze mit gemeinsamem Silizium durch optische Verbindung und elektrische Verbindung auf passiver optischer Adapterplatine kombiniert. Der Vorteil dabei ist, dass jeder Chipsatz unabhängig hergestellt werden kann, der Prozess relativ einfach ist und die Implementierung einfach ist, aber die Integrationsstufe ist relativ niedrig. Universitäten und Forschungseinrichtungen, die sich mit der optoelektronischen Integrationsforschung beschäftigen, haben optoelektronische Integrationstechnologielösungen auf Basis dreidimensionaler Integrationsprozesse wie TSV-Vernetzung, d.h. SOI-basierte photonische Integrationsschicht und CMOS-Schaltungsschicht, entwickelt systembasierte Integration durch TSV-Technologie. Ob die beiden in Bezug auf Design und Struktur, Herstellungsverfahren miteinander kompatibel sind, sorgen für einen geringen Einschubverlust der elektrischen Verbindung, optischen Verbindungs- und optischen Kopplung. Dies ist der Schlüssel zur hybriden optoelektronischen Integration und zur Hauptentwicklung der optoelektronischen Integration in die zukunftte Richtung.
