(1) Intégration photoélectrique monolithique
Ces dernières années, les dispositifs photoniques à base de silicium se sont développés rapidement, tels que les commutateurs optiques, les modulateurs, les filtres à micro-anneaux, etc. La conception et la technologie de fabrication des dispositifs unitaires basés sur la technologie du silicium sont relativement matures. En concevant rationnellement et en intégrant organiquement ces dispositifs photoniques avec les processus CMOS traditionnels, les dispositifs photoniques au silicium peuvent être fabriqués sur la plate-forme de processus CMOS traditionnelle en même temps, formant ainsi un système optoélectronique intégré monolithique avec certaines fonctions. Cependant, la technologie d'intégration optoélectronique actuelle doit encore aborder la technologie de gravure submicronique, la compatibilité des processus entre les dispositifs photoniques et les dispositifs électroniques, l'isolation thermique et électrique, l'intégration des sources lumineuses, la perte de transmission optique et l'efficacité de couplage, et la logique optique, une série de problèmes tels que les dispositifs. La première puce intégrée optoélectronique monolithique au monde basée sur le processus de fabrication CMOS standard, marquant le développement futur de la puce intégrée optoélectronique vers une taille plus petite, une consommation d'énergie et un coût inférieurs.
(2) Intégration optoélectronique hybride
L'intégration optoélectronique hybride est la solution d'intégration optoélectronique la plus étudiée au pays et à l'étranger. Pour l'intégration système, en particulier pour les lasers de base, l'InP et d'autres matériaux III-V sont un meilleur choix technologique, mais l'inconvénient est le coût élevé, il doit donc être combiné avec un grand nombre de technologies silicium pour réduire les coûts tout en garantissant les performances. En termes d'approche de réalisation technique spécifique, prenons comme exemple une entreprise aux États-Unis, qui combine des puces actives telles que des lasers, des détecteurs et un traitement CMOS sous la forme de différents chipsets fonctionnels au silicium commun via l'interconnexion optique et l'interconnexion électrique sur une carte d'adaptateur optique passive. L'avantage de cela est que chaque chipset peut être fabriqué indépendamment, le processus est relativement simple et la mise en œuvre est facile, mais le niveau d'intégration est relativement faible. Les universités et les instituts de recherche engagés dans la recherche sur l'intégration optoélectronique ont proposé des solutions technologiques d'intégration optoélectronique basées sur des processus d'intégration tridimensionnels tels que l'interconnexion TSV, c'est-à-dire que la couche d'intégration photonique à base de SOI et la couche de circuit CMOS réalisent l'intégration au niveau du système via la technologie TSV. Que les deux soient compatibles entre eux en termes de conception et de structure, de processus de fabrication, de garantie de faible perte d'insertion d'interconnexion électrique, d'interconnexion optique et de couplage optique. C'est la clé pour parvenir à une intégration optoélectronique hybride et le principal développement de l'intégration optoélectronique dans la direction future.
