(1) Монолитная фотоэлектрическая интеграция
В последние годы быстрыми темпами развиваются фотонные устройства на основе кремния, такие как оптические переключатели, модуляторы, микрокольцевые фильтры и т. Д. Конструкция и технология производства единичных устройств, основанных на кремниевой технологии, были относительно зрелыми. Путем рационального проектирования и органической интеграции этих фотонных устройств с традиционными процессами CMOS, кремниевые фотонные устройства могут быть изготовлены одновременно на традиционной технологической платформе CMOS, тем самым образуя монолитную интегрированную оптоэлектронную систему с определенными функциями. Тем не менее, текущая технология оптоэлектронной интеграции по-прежнему требует решения субмикронной технологии травления, совместимости процессов между фотонными и электронными устройствами, тепловой и электрической изоляции, интеграции источников света, потерь при оптической передаче и эффективности связи, а также оптической логики - ряд вопросов такие как устройства. Первый в мире монолитный интегрированный оптоэлектронный чип&на основе стандартного производственного процесса CMOS, знаменующий будущее развитие оптоэлектронного интегрированного чипа с меньшими размерами, более низким энергопотреблением и стоимостью.
(2) Гибридная оптоэлектронная интеграция
Гибридная оптоэлектронная интеграция - это наиболее изученное решение для оптоэлектронной интеграции в стране и за рубежом. Для системной интеграции, особенно для лазеров с сердечником, InP и другие материалы III-V являются лучшим технологическим выбором, но недостатком является высокая стоимость, поэтому его необходимо сочетать с большим количеством кремниевых технологий для снижения затрат при сохранении производительности. Что касается конкретного подхода к технической реализации, возьмем в качестве примера компанию в Соединенных Штатах, которая объединяет активные микросхемы, такие как лазеры, детекторы и КМОП-обработку в форме различных функциональных наборов микросхем, с общим кремнием через оптическое соединение и электрическое соединение на плата пассивного оптического адаптера. Преимущество этого заключается в том, что каждый набор микросхем может быть изготовлен независимо, процесс относительно прост и прост в реализации, но уровень интеграции относительно низкий. Университеты и исследовательские институты, занимающиеся исследованиями в области оптоэлектронной интеграции, предложили технологические решения для оптоэлектронной интеграции, основанные на процессах трехмерной интеграции, таких как соединение TSV, то есть слой фотонной интеграции на основе SOI и слой схемы CMOS реализуют интеграцию на уровне системы с помощью технологии TSV. Независимо от того, совместимы ли они друг с другом с точки зрения дизайна и структуры, производственных процессов, гарантируют ли они низкие вносимые потери при электрическом соединении, оптическом соединении и оптическом соединении. Это ключ к достижению гибридной оптоэлектронной интеграции и основное развитие оптоэлектронной интеграции в будущем направлении.
