(1) Integración fotoeléctrica monolítica
En los últimos años, los dispositivos fotónicos basados en silicio se han desarrollado rápidamente, como interruptores ópticos, moduladores, filtros de microanillos, etc. La tecnología de diseño y fabricación de dispositivos unitarios basados en tecnología de silicio ha sido relativamente madura. Al diseñar racionalmente e integrar orgánicamente estos dispositivos fotónicos con procesos CMOS tradicionales, los dispositivos fotónicos de silicio se pueden fabricar en la plataforma de proceso CMOS tradicional al mismo tiempo, formando así un sistema optoelectrónico integrado monolítico con ciertas funciones. Sin embargo, la tecnología de integración optoelectrónica actual aún debe abordar la tecnología de grabado submicrónico, la compatibilidad de procesos entre dispositivos fotónicos y dispositivos electrónicos, aislamiento térmico y eléctrico, integración de fuentes de luz, pérdida de transmisión óptica y eficiencia de acoplamiento y lógica óptica, una serie de problemas como dispositivos. El primer chip integrado optoelectrónico monolítico del mundo&basado en el proceso de fabricación CMOS estándar, que marca el desarrollo futuro del chip integrado optoelectrónico a un tamaño más pequeño, menor consumo de energía y costo.
(2) Integración optoelectrónica híbrida
La integración optoelectrónica híbrida es la solución de integración optoelectrónica más estudiada en el país y en el extranjero. Para la integración de sistemas, especialmente para láseres de núcleo, InP y otros materiales III-V son una mejor opción tecnológica, pero la desventaja es el alto costo, por lo que debe combinarse con una gran cantidad de tecnologías de silicio para reducir los costos y garantizar el rendimiento. En términos del enfoque de realización técnica específica, tomemos como ejemplo una empresa en los Estados Unidos, que combina chips activos como láseres, detectores y procesamiento CMOS en forma de diferentes chipsets funcionales al silicio común a través de interconexión óptica e interconexión eléctrica en placa adaptadora óptica pasiva. La ventaja de esto es que cada chipset se puede fabricar de forma independiente, el proceso es relativamente simple y la implementación es fácil, pero el nivel de integración es relativamente bajo. Las universidades e instituciones de investigación dedicadas a la investigación de integración optoelectrónica han presentado soluciones de tecnología de integración optoelectrónica basadas en procesos de integración tridimensionales como la interconexión TSV, es decir, la capa de integración fotónica basada en SOI y la capa de circuito CMOS realizan la integración a nivel de sistema a través de la tecnología TSV. Si los dos son compatibles entre sí en términos de diseño y estructura, los procesos de fabricación garantizan una baja pérdida de inserción de la interconexión eléctrica, la interconexión óptica y el acoplamiento óptico. Esta es la clave para lograr la integración optoelectrónica híbrida y el principal desarrollo de la integración optoelectrónica en la dirección futura.
