Základem a klíčem k realizaci optoelektronické integrace je stále fotonická integrace.
(1) Fotonická integrační technologie založená na inp
Technologie optoelektronických zařízení na bázi InP je poměrně vyspělá a integraci optoelektronických zařízení s různými funkcemi lze realizovat změnou struktury pásma kvantových jamek určitým způsobem na substrátu materiálu InP. V současné době technologie růstu materiálu, které mění strukturu energetického pásma kvantových vrtů, zahrnují především kvantovou hybridní technologii, technologii růstu zadku, stejnou metodu aktivní oblasti a vybranou technologii epitaxe. Aby bylo možné získat vysoce výkonné fotonické integrované čipy a zároveň minimalizovat náklady, mohou být tyto technologie smíchány. Mezi nimi, Guo Weihua z Huazhong University of Science and Technology a jiní používají kvantové i hybridní technologie realizovat on-chip fotonické integrace pasivních a aktivních optoelektronických zařízení, a vyrobené InP-založené monolitické integrované optické fázované pole. Monolitický fotonický integrovaný obvod integruje lasery, rozdělovače paprsků, fázové měniče, polovodičové optické zesilovače, detektory a další komponenty pro realizaci dvourozměrného skenování průhybu paprsku o 5°×10°.
(2) Integrace křemíku fotonické integrace
Křemíkovou fotonickou integraci lze rozdělit na monolitickou integraci a hybridní integraci podle materiálů a výrobních procesů. Křemíková fotonická monolitická integrace je použití výrobní technologie Si CMOS na stejné křemíkové destičce k integraci více fotonických zařízení na bázi křemíku se stejnými nebo různými funkcemi pro realizaci přenosu a zpracování jednoho nebo více optických signálů na stejném čipu. Některá aktivní optoelektronická zařízení na bázi křemíku (zejména lasery na bázi křemíku) však dosud nedosáhla optimálního výkonu díky vlastnostem samotných materiálů a byly vyrobeny technologie hybridní integrace.
Hybridní integrace obvykle integruje čipy optoelektronických zařízení s různými funkcemi složenými z různých materiálových systémů na křemíkovém substrátu nebo spojením, propojením nebo lepením na jiných substrátech. Mezi nimi existuje mnoho technických prostředků pro křemíkové fotonické hybridní integrace, včetně přímého vyrovnání spojky, rošt vertikální spojky, a BCB lepení lepidla. Několik integračních metod má své vlastní výhody a nevýhody. Mezi nimi G. Roelkens a další z Gentské univerzity v Belgii používali speciální vytvrzovací lepidlo (DVS-BCB) k realizaci skupinového zařízení III-V, aby realizovali heterogenní integraci s optoelektronickým zařízením III-V na optickémguide SOI. Testy ukazují, že tloušťka lepidla BCB mezi horními a dolními třískami je pouze asi 45 nm a může zajistit přesnost procesu spoje a stabilitu integračního procesu.
(3) Optoelektronická integrace
Neustálý vývoj technologie fotonické integrace umožňuje rozsáhlou technologii optoelektronické integrace. Vývojový trend technologie optoelektronické integrace zahrnuje především tyto tři aspekty: první, vysoká rychlost a vysoký výkon (nízká hlučnost, vysoká šířka pásma, velký dynamický rozsah), které mohou uspokojit potřeby koncových uživatelů pro vysokorychlostní přenos dat; za druhé, ve velkém měřítku pole integrace, která může splnit páteřní sítě je potřeba podstatné zvýšení rychlosti; třetím je multifunkční zpracování signálu, které integruje komplexní funkce zpracování signálu, jako je generování průběhů, rozpoznávání dat, obnova hodin, správa širokopásmového připojení, monitorování kanálů a generování/přenos/detekce mikrovlnného signálu. Klíčovou technologií optoelektronické integrace je nepochybně integrační technologie fotonických integrovaných zařízení a vysokorychlostních mikroelektronických zařízení. Vzhledem ke složitosti technologie optoelektronické integrace jsou celkové myšlenky optoelektronických integračních technologií, které jsou v současné době přijímány především doma i v zahraničí, poměrně konzistentní. Všichni přijímají relativně nezávislou integraci fotonické vrstvy a elektronické vrstvy. Optický signál a elektrický signál jsou přenášeny nezávisle nebo vrstveně. Elektrické propojení elektrických signálů je realizováno heterogenní nebo heterogenní propojovací technologií mezi vrstvami. Fotonická vrstva je podobná související technologii fotonické integrace. Elektronická vrstva obvykle přijímá standardní technologii CMOS křemíku a pouze materiály na bázi křemíku mohou dosáhnout rozsáhlé, nízkonákladové výroby VLSI. Podle typů a implementačních metod optoelektronických zařízení používaných pro integraci lze optoelektronickou integraci rozdělit na monolitickou optoelektronickou integraci a hybridní optoelektronickou integraci. První z nich je realizovat přípravu a integraci optických a elektrických zařízení na celosilikonový substrát a druhý je realizován na substrátu na bázi křemíku přes Silicon via (TSV) nebo jiné trojrozměrné heterogenní / heterogenní integrační technologie Integrovat s mnoha dalšími optoelektronickými zařízeními.
