Osnova in ključ za uresničitev optoelektronske integracije je še vedno fotonska integracija.
(1) Tehnologija fotonske integracije, ki temelji na InP
Tehnologija optoelektronskih naprav, ki temelji na InP, je razmeroma zrela in integracijo optoelektronskih naprav z različnimi funkcijami je mogoče uresničiti s spreminjanjem pasovne strukture kvantnih vdolbinic na podlagi materiala InP na določen način. Trenutno tehnologije rasti materialov, ki spreminjajo strukturo energijskega pasu kvantnih vdolbinic, v glavnem vključujejo hibridno tehnologijo kvantnih vdolbinic, tehnologijo rasti zadka, metodo z enako aktivno površino in tehnologijo epitaksije na izbranem območju. Za pridobitev visokozmogljivih fotonskih integriranih čipov ob hkratnem zmanjševanju stroškov lahko te tehnologije kombiniramo. Med njimi so Guo Weihua z Univerze za znanost in tehnologijo Huazhong in drugi s hibridno tehnologijo kvantnih vodnjakov realizirali fotonsko integracijo pasivnih in aktivnih optoelektronskih naprav na čipu in izdelali monolitne integrirane optične fazne nize, ki temeljijo na InP. Monolitno fotonsko integrirano vezje vključuje laserje, razdelilnike žarkov, preklopnike faz, polprevodniške optične ojačevalnike, detektorje in druge komponente za izvedbo dvodimenzionalnega skeniranja odklona žarka 5 ° × 10 °.
(2) Silicijeva fotonska integracija
Silicijevo fotonsko integracijo lahko glede na materiale in proizvodne procese delimo na monolitno in hibridno integracijo. Silicijeva fotonska monolitna integracija je uporaba tehnologije izdelave Si CMOS na istem silicijevem rezinu za vključitev več fotonskih naprav na osnovi silicija z enakimi ali različnimi funkcijami za uresničitev prenosa in obdelave enega ali več optičnih signalov na istem čipu. Vendar nekatere aktivne optoelektronske naprave na osnovi silicija (zlasti laserji na osnovi silicija) zaradi lastnosti samih materialov še niso dosegle optimalne zmogljivosti in izdelane so bile hibridne tehnologije integracije.
Hibridna integracija običajno integrira čipe optoelektronskih naprav z različnimi funkcijami, sestavljenimi iz različnih materialnih sistemov na silikonski podlagi ali z lepljenjem, medsebojnim povezovanjem ali vezanjem na druge podlage. Med njimi je veliko tehničnih sredstev za silicijevo fotonsko hibridno integracijo, vključno z neposredno poravnavo, spenjanjem navpične sklopke in lepilom BCB. Več načinov integracije ima svoje prednosti in slabosti. G. Roelkens in drugi z belgijske univerze v Gentu so s posebnim lepilom za strjevanje (DVS-BCB) realizirali napravo III-V skupine, da bi uresničili heterogeno integracijo z optično elektronsko napravo III-V na optičnem valovodu SOI . Preizkusi kažejo, da je debelina BCB lepila med zgornjim in spodnjim ostružkom le približno 45 nm in lahko zagotovi natančnost postopka spenjanja in stabilnost procesa integracije.
(3) Optoelektronska integracija
Stalni razvoj tehnologije fotonske integracije omogoča obsežno optoelektronsko integracijsko tehnologijo. Razvojni trend optoelektronske integracijske tehnologije vključuje predvsem naslednje tri vidike: Prvič, visoka hitrost in visoka zmogljivost (majhen hrup, velika pasovna širina, velik dinamični razpon), ki lahko zadovolji potrebe končnih uporabnikov po hitrem prenosu podatkov; drugič, obsežna integracija matrike, ki lahko izpolni hrbtenično omrežje' potrebe po znatnem povečanju hitrosti; tretja je večnamenska obdelava signalov, ki vključuje kompleksne funkcije obdelave signalov, kot so generiranje valovnih oblik, presoja podatkov, obnovitev ure, širokopasovno upravljanje, nadzor kanalov in generiranje / prenos / zaznavanje mikrovalovnih signalov. Ključna tehnologija optoelektronske integracije je nedvomno tehnologija integracije fotonskih integriranih naprav in visokohitrostnih mikroelektronskih naprav. Glede na zapletenost tehnologije optoelektronske integracije so splošne ideje o tehnologijah optoelektronske integracije, ki so trenutno v glavnem sprejete doma in v tujini, sorazmerno skladne. Vsi sprejmejo sorazmerno neodvisno integracijo fotonske in elektronske plasti. Optični in električni signal se prenašata neodvisno ali večplastno. Električna medsebojna povezanost električnih signalov se realizira s pomočjo heterogene ali heterogene tehnologije medsebojnega povezovanja med plastmi. Fotonska plast je podobna sorodni tehnologiji fotonske integracije. Elektronska plast običajno sprejme standardno silicijevo tehnologijo CMOS in samo materiali na osnovi silicija lahko dosežejo obsežno in poceni izdelavo VLSI. Glede na vrste in izvedbene metode optoelektronskih naprav, ki se uporabljajo za integracijo, lahko optoelektronsko integracijo delimo na monolitno optoelektronsko integracijo in hibridno optoelektronsko integracijo. Prvi je namenjen izvedbi priprave in integracije optičnih in električnih naprav na popolnoma silicijevem substratu, drugi pa na substratu na osnovi silicija prek Silicija prek (TSV) ali drugih tridimenzionalnih heterogenih / heterogenih integracijskih tehnologij. veliko drugih optoelektronskih naprav.
