광전자 통합 실현의 기초와 핵심은 여전히 광자 통합입니다.
(1) InP 기반 포토 닉 통합 기술
InP 기반 광전자 소자 기술은 상대적으로 성숙하고, InP 재료 기판에서 특정 방식으로 양자 우물의 밴드 구조를 변경함으로써 다양한 기능을 가진 광전자 소자의 통합을 실현할 수 있습니다. 현재 양자 우물의 에너지 대역 구조를 변화시키는 물질 성장 기술은 주로 양자 우물 하이브리드 기술, 엉덩이 성장 기술, 동일 활성 영역 방법 및 선택 영역 에피 택시 기술을 포함합니다. 비용을 최소화하면서 고성능 포토 닉 통합 칩을 얻기 위해 이러한 기술을 혼합 할 수 있습니다. 그중 Huazhong University of Science and Technology의 Guo Weihua 등은 양자 우물 하이브리드 기술을 사용하여 수동 및 능동 광전자 장치의 온칩 포토 닉 통합을 실현하고 InP 기반 모 놀리 식 통합 광학 위상 어레이를 제작했습니다. 모 놀리 식 포토 닉 집적 회로는 레이저, 빔 스플리터, 위상 시프터, 반도체 광 증폭기, 검출기 및 기타 구성 요소를 통합하여 5 ° × 10 ° 2 차원 빔 편향 스캐닝을 실현합니다.
(2) 실리콘 포토 닉 통합
실리콘 포토 닉 통합은 재료 및 제조 공정에 따라 모 놀리 식 통합과 하이브리드 통합으로 나눌 수 있습니다. 실리콘 포토 닉 모 놀리 식 통합은 동일한 실리콘 웨이퍼에서 Si CMOS 제조 기술을 사용하여 동일하거나 다른 기능을 가진 여러 실리콘 기반 포토 닉 디바이스를 통합하여 동일한 칩에서 하나 이상의 광 신호를 전송하고 처리하는 것입니다. 그러나 일부 실리콘 기반 능동 광전자 장치 (특히 실리콘 기반 레이저)는 재료 자체의 특성으로 인해 아직 최적의 성능에 도달하지 못했고 하이브리드 통합 기술이 생산되었습니다.
하이브리드 통합은 일반적으로 실리콘 기판의 서로 다른 재료 시스템으로 구성된 다양한 기능을 가진 광전자 장치 칩을 통합하거나 다른 기판의 결합, 상호 연결 또는 결합을 통해 통합합니다. 그중에는 직접 정렬 결합, 격자 수직 결합 및 BCB 접착제 결합을 포함하여 실리콘 포토 닉 하이브리드 통합을위한 많은 기술적 수단이 있습니다. 여러 통합 방법에는 고유 한 장점과 단점이 있습니다. 그중 벨기에 겐트 대학의 G. Roelkens 등은 특수 경화 접착제 (DVS-BCB)를 사용하여 III-V 그룹 장치를 구현하여 SOI 광 도파관에서 III-V 광전자 장치와의 이종 통합을 실현했습니다. . 테스트에 따르면 상부 칩과 하부 칩 사이의 BCB 접착제 두께는 약 45nm에 불과하며 결합 공정의 정확성과 통합 공정의 안정성을 보장 할 수 있습니다.
(3) 광전자 통합
광전자 통합 기술의 지속적인 개발은 대규모 광전자 통합 기술을 가능하게합니다. 광전자 통합 기술의 발전 추세는 주로 다음 세 가지 측면을 포함합니다. 첫째, 고속 데이터 전송에 대한 최종 사용자의 요구를 충족 할 수있는 고속 및 고성능 (저잡음, 고 대역폭, 넓은 동적 범위); 둘째, 대규모 어레이 통합으로 백본 네트워크&# 39의 상당한 속도 증가 요구를 충족 할 수 있습니다. 세 번째는 파형 생성, 데이터 판단, 클럭 복구, 광대역 관리, 채널 모니터링 및 마이크로파 신호 생성 / 전송 / 검출과 같은 복잡한 신호 처리 기능을 통합하는 다기능 신호 처리입니다. 광전자 통합의 핵심 기술은 의심 할 여지없이 광자 통합 장치와 고속 마이크로 전자 장치의 통합 기술입니다. 광전자 통합 기술의 복잡성을 고려할 때 현재 국내외에서 주로 채택되고있는 광전자 통합 기술의 전반적인 아이디어는 비교적 일관 적입니다. 그들은 모두 광자 층과 전자 층의 상대적으로 독립적 인 통합을 채택합니다. 광학 신호와 전기 신호는 독립적으로 전송되거나 계층화됩니다. 전기 신호의 전기적 상호 연결은 레이어 간의 이종 또는 이종 상호 연결 기술을 통해 실현됩니다. 광자 층은 광자 통합의 관련 기술과 유사합니다. 전자 층은 일반적으로 표준 실리콘 CMOS 기술을 채택하고 실리콘 기반 재료 만이 VLSI의 대규모 저비용 제조를 달성 할 수 있습니다. 통합에 사용되는 광전자 장치의 유형 및 구현 방법에 따라 광전자 통합은 모 놀리 식 광전자 통합과 하이브리드 광전자 통합으로 나눌 수 있습니다. 전자는 모든 실리콘 기판에 광학 및 전기 장치의 준비 및 통합을 실현하는 것이며, 후자는 실리콘 비아 (TSV) 또는 기타 3 차원 이종 / 이종 통합 기술을 통해 실리콘 기반 기판에서 실현됩니다. 다른 많은 광전자 장치.
