הבסיס והמפתח למימוש האינטגרציה האופטואלקטרונית הוא עדיין אינטגרציה פוטונית.
(1) טכנולוגיית אינטגרציה פוטונית מבוססת InP
טכנולוגיית המכשירים האופטואלקטריים מבוססי ה- InP היא יחסית בשלה, ואפשר לממש את שילובם של מכשירים אופטו-אלקטרוניים עם פונקציות שונות על ידי שינוי מבנה הלהקה של בארות קוונטיות באופן מסוים על מצע החומר InP. נכון לעכשיו, טכנולוגיות הצמיחה החומרית המשנות את מבנה רצועת האנרגיה של בארות קוונטיות כוללות בעיקר טכנולוגיה היברידית של בארות קוונטיות, טכנולוגיית צמיחת קת, אותה שיטת שטח פעיל וטכנולוגיית אפיטקסיה נבחרת. על מנת להשיג שבבים פוטוניים משולבים בעלי ביצועים גבוהים תוך מזעור עלויות, ניתן לערבב טכנולוגיות אלה. ביניהם, Guo Weihua מאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה ואחרים השתמשו בטכנולוגיה היברידית קוונטית בכדי לממש אינטגרציה פוטונית על שבב של מכשירים אופטואלקטיים פסיביים ופעילים, ומייצרים מערכים שלבים אופטיים משולבים מונוליטים מבוססי InP. המעגל המשולב הפוטוני המונוליטי משלב לייזרים, מפצלי קרניים, משמרות פאזה, מגברים אופטיים של מוליכים למחצה, גלאים ורכיבים אחרים כדי לממש סריקת הסטת קרן דו ממדית 5 ° × 10 °.
(2) שילוב פוטוני סיליקון
ניתן לחלק את האינטגרציה הפוטונית מסיליקון לאינטגרציה מונוליטית ואינטגרציה היברידית על פי חומרים ותהליכי ייצור. שילוב מונוליטי פוטוני מסיליקון הוא השימוש בטכנולוגיית ייצור Si CMOS באותו רקיק סיליקון לשילוב התקנים פוטוניים מבוססי סיליקון מרובים עם פונקציות זהות או שונות כדי לממש העברה ועיבוד של אות או אופטי אחד או יותר על אותו שבב. עם זאת, חלק מהתקנים האופטואלקטריים הפעילים המבוססים על סיליקון (במיוחד לייזרים מבוססי סיליקון) טרם הגיעו לביצועים האופטימליים בשל מאפייני החומרים עצמם, וטכנולוגיות שילוב היברידיות הופקו.
שילוב היברידי בדרך כלל משלב שבבי התקנים אופטו-אלקטרוניים עם פונקציות שונות המורכבות ממערכות חומריות שונות על מצע סיליקון או באמצעות מליטה, חיבור הדדי או חיבור על מצעים אחרים. ביניהם, ישנם אמצעים טכניים רבים לשילוב היברידי פוטוני סיליקון, כולל צימוד יישור ישיר, צימוד אנכי צורם, והדבקת דבק BCB. למספר שיטות אינטגרציה יתרונות וחסרונות משלהם. ביניהם, G. Roelkens ואחרים מאוניברסיטת גנט בבלגיה השתמשו בדבק ריפוי מיוחד (DVS-BCB) כדי לממש את המכשיר הקבוצתי III-V על מנת לממש את האינטגרציה ההטרוגנית עם מכשיר ה- III-V האופטואלקטרוני במוליך הגל האופטי SOI. . בדיקות מראות שעובי דבק ה- BCB בין השבבים העליונים והתחתונים הוא כ- 45 ננומטר בלבד, והוא יכול להבטיח את הדיוק בתהליך ההצמדה ויציבות תהליך האינטגרציה.
(3) אינטגרציה אופטו-אלקטרונית
הפיתוח הרציף של טכנולוגיית האינטגרציה הפוטונית מאפשר טכנולוגיית אינטגרציה אופטו-אלקטרונית רחבת היקף. מגמת הפיתוח של טכנולוגיית האינטגרציה האופטואלקטרית כוללת בעיקר את שלושת ההיבטים הבאים: ראשית, מהירות גבוהה וביצועים גבוהים (רעש נמוך, רוחב פס גבוה, טווח דינמי גדול), שיכולים לענות על הצרכים של משתמשי הקצה להעברת נתונים במהירות גבוהה; שנייה, שילוב מערך בקנה מידה גדול, אשר יכול לענות על הצורך של רשת השדרה' בעליית מהירות משמעותית; השלישית היא עיבוד אותות רב-פונקציוני, המשלב פונקציות מורכבות של עיבוד אותות, כגון הפקת צורת גל, שיפוט נתונים, התאוששות שעון, ניהול פס רחב, ניטור ערוצים, ייצור / שידור / זיהוי של מיקרוגל. הטכנולוגיה המרכזית של אינטגרציה אופטו-אלקטרונית היא ללא ספק טכנולוגיית האינטגרציה של מכשירים משולבים פוטוניים ומכשירים מיקרו-אלקטרוניים מהירים. לאור המורכבות של טכנולוגיית האינטגרציה האופטואלקטרית, הרעיונות הכוללים של טכנולוגיות אינטגרציה אופטואלקטרוניות שאומצו כיום בעיקר בבית ומחוצה לה הם עקביים יחסית. כולם מאמצים את האינטגרציה העצמאית יחסית של השכבה הפוטונית והשכבה האלקטרונית. האות האופטי והאות החשמלי מועברים באופן עצמאי או מרובד. החיבור החשמלי של אותות חשמליים מתממש באמצעות טכנולוגיית חיבור הטרוגנית או הטרוגנית בין שכבות. השכבה הפוטונית דומה לטכנולוגיה הקשורה לאינטגרציה פוטונית. השכבה האלקטרונית בדרך כלל מאמצת טכנולוגיית CMOS סטנדרטית מסיליקון, ורק חומרים מבוססי סיליקון יכולים להשיג ייצור בקנה מידה גדול בעלות נמוכה של VLSI. על פי הסוגים ושיטות ההטמעה של מכשירים אופטו-אלקטרוניים המשמשים לאינטגרציה, ניתן לחלק את האינטגרציה האופטואלקטרית לאינטגרציה אופטואלקטרונית מונוליטית ואינטגרציה אופטי-אלקטרונית היברידית. הראשון הוא מימוש ההכנה והשילוב של מכשירים אופטיים וחשמליים על מצע כל סיליקון, והאחרון מתממש על מצע מבוסס סיליקון באמצעות סיליקון באמצעות (TSV) או טכנולוגיות אינטגרציה תלת מימדיות הטרוגניות / הטרוגניות אחרות. מכשירים אופטו-אלקטרוניים רבים אחרים.
