الأساس والمفتاح لتحقيق التكامل الإلكتروني البصري لا يزالان التكامل الضوئي.
(1) تقنية التكامل الضوئية القائمة على InP
تعد تقنية الأجهزة الإلكترونية الضوئية القائمة على InP ناضجة نسبيًا ، ويمكن تحقيق تكامل الأجهزة الإلكترونية الضوئية بوظائف مختلفة عن طريق تغيير بنية النطاق للآبار الكمومية بطريقة معينة على ركيزة مادة InP. في الوقت الحاضر ، تشتمل تقنيات نمو المواد التي تغير هيكل نطاق الطاقة في الآبار الكمومية بشكل أساسي على تقنية هجين الآبار الكمومية ، وتقنية نمو المؤخرة ، وطريقة المنطقة النشطة نفسها ، وتقنية تكسير المنطقة المختارة. من أجل الحصول على رقائق متكاملة ضوئية عالية الأداء مع تقليل التكاليف ، يمكن خلط هذه التقنيات. من بينها ، استخدم Guo Weihua من جامعة Huazhong للعلوم والتكنولوجيا وآخرون تقنية هجين الآبار الكمومية لتحقيق تكامل ضوئي على الرقاقة للأجهزة الإلكترونية الضوئية السلبية والنشطة ، ومصفوفات بصرية متكاملة متجانسة قائمة على InP. تدمج الدائرة المتكاملة الضوئية المتجانسة أشعة الليزر ، ومقسمات الحزمة ، ومبدلات الطور ، والمكبرات الضوئية لأشباه الموصلات ، وأجهزة الكشف والمكونات الأخرى لتحقيق مسح انحراف الحزمة ثنائي الأبعاد 5 ° × 10 °.
(2) التكامل الفوتوني للسيليكون
يمكن تقسيم التكامل الفوتوني للسيليكون إلى تكامل متجانسة وتكامل هجين وفقًا للمواد وعمليات التصنيع. التكامل الأحادي الفوتوني للسيليكون هو استخدام تقنية تصنيع Si CMOS على رقاقة السيليكون نفسها لدمج العديد من الأجهزة الضوئية القائمة على السيليكون مع نفس الوظائف أو وظائف مختلفة لتحقيق نقل ومعالجة إشارة ضوئية واحدة أو أكثر على نفس الشريحة. ومع ذلك ، فإن بعض الأجهزة الإلكترونية الضوئية النشطة القائمة على السيليكون (خاصة الليزر القائم على السيليكون) لم تصل بعد إلى الأداء الأمثل بسبب خصائص المواد نفسها ، وتم إنتاج تقنيات التكامل الهجين.
عادةً ما يدمج التكامل الهجين رقائق الأجهزة الإلكترونية الضوئية مع وظائف مختلفة تتكون من أنظمة مواد مختلفة على ركيزة من السيليكون أو من خلال الترابط أو الترابط أو الترابط على ركائز أخرى. من بينها ، هناك العديد من الوسائل التقنية للتكامل الهجين الفوتوني للسيليكون ، بما في ذلك اقتران المحاذاة المباشر ، والاقتران الرأسي المشبك ، والترابط اللاصق BCB. العديد من طرق التكامل لها مزاياها وعيوبها. من بينها ، استخدم G. Roelkens وآخرون من جامعة Ghent في بلجيكا مادة لاصقة معالجة خاصة (DVS-BCB) لتحقيق جهاز المجموعة III-V من أجل تحقيق التكامل غير المتجانس مع الجهاز الكهروضوئي III-V على الدليل الموجي البصري SOI . تُظهر الاختبارات أن سمك غراء BCB بين الرقائق العلوية والسفلية يبلغ حوالي 45 نانومتر فقط ، ويمكنه ضمان دقة عملية الاقتران واستقرار عملية التكامل.
(3) التكامل الإلكتروني البصري
إن التطوير المستمر لتقنية التكامل الضوئي يجعل تقنية التكامل الإلكترونية الضوئية واسعة النطاق ممكنة. يشمل اتجاه تطوير تقنية التكامل الإلكتروني البصري بشكل أساسي الجوانب الثلاثة التالية: أولاً ، السرعة العالية والأداء العالي (الضوضاء المنخفضة ، النطاق الترددي العالي ، النطاق الديناميكي الكبير) ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات المستخدمين النهائيين لنقل البيانات عالية السرعة ؛ ثانيًا ، تكامل المصفوفة على نطاق واسع ، والذي يمكنه تلبية حاجة شبكة&الأساسية إلى زيادة كبيرة في السرعة ؛ والثالث هو معالجة الإشارات متعددة الوظائف ، والتي تدمج وظائف معالجة الإشارات المعقدة مثل توليد شكل الموجة ، والحكم على البيانات ، واستعادة الساعة ، وإدارة النطاق العريض ، ومراقبة القناة ، وتوليد / إرسال / كشف إشارة الميكروويف. التكنولوجيا الرئيسية للتكامل الإلكتروني البصري هي بلا شك تكنولوجيا التكامل للأجهزة المدمجة الضوئية والأجهزة الإلكترونية الدقيقة عالية السرعة. نظرًا لتعقيد تكنولوجيا التكامل الإلكتروني البصري ، فإن الأفكار العامة لتقنيات التكامل الإلكتروني البصري المعتمدة حاليًا بشكل أساسي في الداخل والخارج متسقة نسبيًا. كلهم يتبنون التكامل المستقل نسبيًا للطبقة الضوئية والطبقة الإلكترونية. يتم إرسال الإشارة الضوئية والإشارة الكهربائية بشكل مستقل أو متعدد الطبقات. يتحقق الترابط الكهربائي للإشارات الكهربائية من خلال تقنية الترابط غير المتجانسة أو غير المتجانسة بين الطبقات. تشبه الطبقة الضوئية تقنية التكامل الضوئية ذات الصلة. تعتمد الطبقة الإلكترونية عادةً تقنية CMOS السليكونية القياسية ، ويمكن فقط للمواد القائمة على السيليكون تحقيق تصنيع واسع النطاق ومنخفض التكلفة لـ VLSI. وفقًا لأنواع وطرق تنفيذ الأجهزة الإلكترونية الضوئية المستخدمة للتكامل ، يمكن تقسيم التكامل الإلكتروني البصري إلى تكامل إلكتروني ضوئي متآلف وتكامل إلكتروني ضوئي هجين. الأول هو تحقيق إعداد وتكامل الأجهزة الضوئية والكهربائية على ركيزة من السيليكون بالكامل ، ويتم تحقيق الأخير على ركيزة قائمة على السيليكون من خلال السيليكون عبر (TSV) أو تقنيات تكامل ثلاثية الأبعاد غير متجانسة / غير متجانسة تتكامل مع العديد من الأجهزة الإلكترونية الضوئية الأخرى.
