KR100296382B1 - 평면도파로형 광모듈 제작방법 - Google Patents
평면도파로형 광모듈 제작방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100296382B1 KR100296382B1 KR1019990014882A KR19990014882A KR100296382B1 KR 100296382 B1 KR100296382 B1 KR 100296382B1 KR 1019990014882 A KR1019990014882 A KR 1019990014882A KR 19990014882 A KR19990014882 A KR 19990014882A KR 100296382 B1 KR100296382 B1 KR 100296382B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- etch stop
- optoelectronic device
- optical module
- core layer
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 48
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 34
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N silicon tungsten Chemical compound [Si].[W] WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12176—Etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12192—Splicing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
본 발명은 평면도파로형 광회로에 광전자기기를 집적시켜 하나의 기판상에서 광 및 전기적 처리기능을 동시에 수행할 수 있는 광모듈 제작방법에 관한 것으로, 이러한 광모듈 제작방법은 평면도파로형 광회로에 광전자기기를 집적시켜 하나의 기판상에서 광 및 전기적 처리기능을 동시에 수행할 수 있는 광모듈 제작방법에 있어서, (a)하부클래딩층과 코아층이 형성된 기판에 상기 광전자기기를 집적할 수 있도록 코아층의 일부를 식각하는 단계; (b)코아층이 식각된 부분에 식각정지막을 증착시키는 단계; (c)식각된 코아층위에 상부클래딩층을 증착하는 단계; (d)상부클래딩층의 일부를 식각정지막까지 식각하는 단계; 및 (e) 식각정지막위에 상기 광전자기기를 부착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 실리콘기판을 테라스형태로 식각할 필요가 없고 평면화 공정도 불필요하다. 또한 높이 조절막의 증착도 필요가 없다. 식각정지막을 하부클래딩 실리카막위에 증착하기 때문에 별도의 절연막도 필요하지 않다. 결국 평면도파로형 광모듈의 제작시간을 단축시키고 원가절감의 효과가 있다.
Description
본 발명은 평면도파로형 광회로에 광전자 부품을 집적시키기 위한 광모듈 제작방법에 관한 것으로, 특히 식각정지막을 이용하여 식각된 평면도파로형 광회로에 광전자 부품을 집적시키기 위한 평면도파로형 광모듈 제작방법에 관한 것이다.
평면도파로형 광회로(Planar Lightwave Circuit:이하 PLC)는 광파장분할기나 광커플러(Optical Coupler)등 광기기 분야에 응용된다. 최근에는 레이저(laser)나 광감지기(photodetector) 등 광전자디바이스(Optoelectronic Device)나, 광수신기 같은 광전자회로(OEIC:Optoelectronic Integrated Circuit)를 집적시켜 포함함으로써 하나의 기판상에서 광 및 전기적 처리기능을 동시에 수행할 수 있는광모듈(Optical Module)형태로도 적용되고 있다. 이러한 광모듈은 PLC 플랫폼(platform) 위에 광전자디바이스를 집적시키게 되는데 플립칩결합(flip-chip bonding) 같은 하이브리드 집적기술(hybrid integration)을 주로 이용한다.
광모듈의 하이브리드 집적기술은 실리콘 기판위에 실리카 도파로가 제작된 PLC 플랫폼과 광전자기기를 각각 제작후 땜납(solder)을 이용해 결합시키는 기술이다. 이때 광전자기기는 디바이스가 제작된 면이 실리콘 기판쪽으로 부착이 되는 플립칩 결합방법을 이용한다. 실리콘 기판은 광전자기기의 부착시 실리카도파로의 코아와의 정렬을 돕기위해 테라스(Terrace)형태로 제작되어 있고 광전자기기와 기판사이에 절연을 위해 얇은 실리카막을 설치한다.
도 1a 내지 도 1j는 종래의 기술에 따른 평면도파로형 광회로에 광전자 부품을 집적시키기 위한 광모듈의 제작방법을 도시한 것이다.
실리콘 기판(110)을 우선 테라스형태로 식각한 뒤(도 1a) 실리카 하부클래딩 층(120)을 증착시킨 뒤(도 1b) 래핑(lapping)공정으로 평면화 시킨다(도 1c). 그 뒤 높이를 조절하기 위한 실리카막(150)과 코아층(130)을 증착시킨다(도 1d). 그 뒤 코아층(130)을 식각하여 광도파로를 형성한 뒤(도 1e) 상부클래딩층(140)을 증착시킨다(도 1f). 그 뒤 광전자기기를 부착시키게 되는 플랫폼 부분의 실리카 막(150)을 제거하고(도 1g), 절연용 실리카 막(160)을 증착시킨다(도 1h). 땜납(170)을 증착시켜 원하는 패턴으로 제작한 뒤(도 1i) 광전자기기(180)를 플립 칩 본딩과정을 거쳐 부착시켜 광모듈을 완성시킨다.
이와 같은 기술은 공정프로세스가 복잡하고 오랜시간이 걸리는 단점이 있다.우선 실리카 기판(110)을 테라스 형태로 식각해야 하고 코아층(130)과 하부클래딩층(120)을 증착공정사이에 평면화 공정(도 1c)을 거쳐야 된다. 코아층(130) 밑에는 높이조절막(150)을 증착시켜서 코아층(130)과 테라스의 높이를 적절한 차이로 조절해야 광전자기기(180)의 출력부분과 광도파로의 코아층(130)의 수직 정렬이 가능하다. 또한 실리콘 기판(110)과 광전자기기(180)사이에 절연을 위해 실리카막(160)을 따로 증착시켜야 한다. 이런 공정들은 실리콘 플랫폼 제작을 어렵게 하고 제작 생산성을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자하는 과제는 공정에서 식각정지막(etch-stop layer)을 이용하여 종래기술에서 실리콘 기판을 테라스형태로 식각해야하는 공정을 제거해 공정프로세서를 최소화하고 제작시간을 단축시켜 생산성을 향상시키는 평면도파로형 광모듈 제작방법을 제공함에 있다.
도 1a 내지 도 1j는 종래의 기술에 따른 평면도파로형 광회로에 광전자 부품을 집적시키기 위한 광모듈의 제작방법을 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 평면도파로형 광회로에 광전자 부품을 집적시키기 위한 광모듈의 제작방법을 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 의한 평면도파로형 광모듈 제작방법은 평면도파로형 광회로에 광전자기기를 집적시켜 하나의 기판상에서 광 및 전기적 처리기능을 동시에 수행할 수 있는 광모듈 제작방법에 있어서, (a)하부클래딩층과 코아층이 형성된 기판에 상기 광전자기기를 집적할 수 있도록 코아층의 일부를 식각하는 단계; (b)상기 코아층이 식각된 부분에 식각정지막을 증착시키는 단계; (c)상기 식각된 코아층위에 상부클래딩층을 증착하는 단계; (d)상기 상부클래딩층의 일부를 식각정지막까지 식각하는 단계; 및 (e)상기 식각정지막위에 상기 광전자기기를 부착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 의한 실리카 평면도파로형 광 모듈의 제작과정을 도시한 것이다. 종래의 기술과는 달리 테라스 형태로 제작되지 않은 평평한 기판위(210)에 하부클래딩층(220)과 코아층(230)을 증착한다(도 2a). 하부클래딩층(220)과 코아층(230)은 실리카막으로 증착한다. 실리카막증착은 기존의 화염 가수분해 증착(flame hydrolysis deposition;FHD), 상압 화학기상 증착(atmospheric pressure chemical vapor deposition;APCVD), 플라즈마 강화 화학기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition:PECVD) 등 여러 가지 방법을 이용할 수 있다.
기판(210)위에 광전자기기의 출력부분이 코아층(230)과 수직정렬이 되게 접착하기 위하여 기판(210)에 증착된 하부클래딩층(220)과 코아층(230)을 소정부분 식각한다(도 2b). 식각된 하부클래딩층(220)에 식각정지막(250)을 증착시켜 패턴을 한다(도 2c). 식각정지막(250)은 실리카와 식각선택비가 높고, 상부클래딩층(240)을 증착시 산화되거나 부식되지 않는 물질로 한다. 식각정지막(250)은 크롬(Cr), 텅스텐 실리사이드(Tungsten silicide:WSi), 실리콘, 티타늄(Titanium:Ti) 등을 이용할 수 있다.
식각된 하부클래딩층(220)과 코아층(230)위에 상부클래딩층(240)을 증착시킨다(도 2d). 광전자기기가 조립되는 부분을 덮고 있는 상부클래딩층(240)을 식각정지막(250)까지 제거한다(도 2e). 식각정지막(250)위에 땜납(260)을 증착시킨다(도2f). 광전자기기(270)를 플립 칩 본딩과정을 거쳐 땜납(260)위에 부착시켜 광모듈제작을 완성한다(도 2g).
광전자기기(270)는 레이저 다이오드(LD), 광검출기(photodetector), 광 변조기(optical modulator), 광 증폭기(optical amplifier) 등을 부착시킬 수 있다.
본 발명에서는 광전자기기(270)와 광도파로 코아층(230)의 수동정렬을 기존의 실리콘 테라스 형식 대신 식각정지막(250)을 이용하여 구현하였다. 코아층(230)의 두께는 증착시 설정할 수 있으므로 식각의 깊이를 조절하여 식각정지막(250)의 위치를 정확히 설정할 수 있다. 상부클래딩층(240)의 제거시 식각이 식각정지막(250)에서 정지하게 됨으로 광전자기기(270) 조립시 광도파로의 코아막(230)과 수직정렬이 자동적으로 이루워지도록 한다. 또한 식각정지막(250) 증착시 식각된 도파로 패턴과 수평으로 정렬하여 정렬표시(alignment marks)를 제작하면 광전자기기(270) 조립시 정렬표시를 이용하여 수평정렬을 한다.
본 발명에 의하면, 실리콘 기판을 테라스형태로 식각할 필요가 없고 평면화 공정도 불필요하다. 또한 높이 조절막의 증착도 필요가 없다. 식각정지막을 하부클래딩 실리카막위에 증착하기 때문에 별도의 절연막도 필요하지 않다. 결국 평면도파로형 광모듈의 제작시간을 단축시키고 원가절감의 효과가 있다.
Claims (4)
- 평면도파로형 광회로에 광전자기기를 집적시켜 하나의 기판상에서 광 및 전기적 처리기능을 동시에 수행할 수 있는 광모듈 제작방법에 있어서,(a)하부클래딩층과 코아층이 형성된 평평한 기판에 상기 광전자기기의 출력부분이 상기 코아층과 수직정렬되도록 상기 코아층과 상기 하부클래딩층의 소정부분를 식각하는 단계;(b)상기 하부클래딩층의 식각된 소정부분에 식각정지막을 증착하는 단계;(c)상기 식각된 코아층위에 상부클래딩층을 증착하는 단계;(d)상기 상부클래딩층의 일부를 식각정지막까지 식각하는 단계; 및(e)상기 식각정지막위에 상기 광전자기기를 부착하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 평면도파로형 광모듈 제작방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (b)단계는상기 식각정지막을 실리카와 식각선택비가 높고 상부클래딩층증착시 산화되거나 부식되지 않는 물질로 상기 하부클래딩층의 식각된 소정부분에 증착함을 특징으로 하는 평면도파로형 광모듈 제작방법.
- 제2항에 있어서, 상기 식각정지막은실리콘, 크롬(Cr), 텅스텐 실리사이드(WSi) 또는 티타늄(Ti)으로 만들어짐을 특징으로 하는 평면도파로형 광모듈 제작방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (e)단계는상기 식각정지막 위에 땜납을 증착시켜 상기 땜납위에 상기 광전자기기를 플립칩 본딩과정을 거쳐 부착시킴을 특징으로 하는 평면도파로형 광모듈 제작방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990014882A KR100296382B1 (ko) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 평면도파로형 광모듈 제작방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990014882A KR100296382B1 (ko) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 평면도파로형 광모듈 제작방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000067245A KR20000067245A (ko) | 2000-11-15 |
| KR100296382B1 true KR100296382B1 (ko) | 2001-07-12 |
Family
ID=19582228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990014882A KR100296382B1 (ko) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 평면도파로형 광모듈 제작방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100296382B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442609B1 (ko) * | 2002-03-05 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 플립칩 본딩구조 및 본딩방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427582B1 (ko) | 2002-08-08 | 2004-04-28 | 한국전자통신연구원 | 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 |
| US8798409B2 (en) | 2010-10-07 | 2014-08-05 | Alcatel Lucent | Optical transmitter with flip-chip mounted laser or integrated arrayed waveguide grating wavelenth division multiplexer |
| WO2012047687A2 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Alcatel Lucent | Optical transmitter with flip-chip mounted laser or integrated arrayed waveguide grating wavelenth division multiplexer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179169A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Hitachi Ltd | 双方向光モジュール |
| JPH1048449A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイブリッド光電子集積用実装基板の製造方法 |
| JPH10319280A (ja) * | 1997-05-19 | 1998-12-04 | Nec Corp | 光モジュール及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-04-26 KR KR1019990014882A patent/KR100296382B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179169A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Hitachi Ltd | 双方向光モジュール |
| JPH1048449A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイブリッド光電子集積用実装基板の製造方法 |
| JPH10319280A (ja) * | 1997-05-19 | 1998-12-04 | Nec Corp | 光モジュール及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442609B1 (ko) * | 2002-03-05 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 플립칩 본딩구조 및 본딩방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000067245A (ko) | 2000-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7323352B2 (en) | Process for making light waveguide element | |
| EP3308206B1 (en) | Self-alignment for apparatus comprising photonic device | |
| EP1847860B1 (en) | Optical waveguide device with optical component and its manufacturing method | |
| US6517257B2 (en) | Optical transmitter/receiver apparatus, method for fabricating the same and optical semiconductor module | |
| US6621961B2 (en) | Self-alignment hybridization process and component | |
| EP1850157B1 (en) | Manufacturing method of an optical waveguide device | |
| US6839497B2 (en) | Optical waveguide platform and method of manufacturing the same | |
| KR100296382B1 (ko) | 평면도파로형 광모듈 제작방법 | |
| EP0887674A2 (en) | Optical transmitter/receiver apparatus, method for fabricating the same and optical semiconductor module | |
| JP2000304956A (ja) | 光導波路装置の製造方法および光導波路装置 | |
| US20030039043A1 (en) | Optical hybrid module, optical device thereof and semifabricated product for the optical device | |
| EP1141757A1 (en) | Optical component having positioning markers and method for making the same | |
| US20020071636A1 (en) | Method and apparatus for attaching an optical fibre to an optical device | |
| Park et al. | A novel method for fabrication of a PLC platform for hybrid integration of an optical module by passive alignment | |
| KR100506208B1 (ko) | 평면도파로형 광모듈 렌즈 제작방법 | |
| KR20040083112A (ko) | 광소자 제조방법 | |
| KR100396252B1 (ko) | 광소자 및 그 제조방법 | |
| KR100558887B1 (ko) | 광소자 제조방법 | |
| JPH0653464A (ja) | ハイブリッド光集積回路の製造方法 | |
| JPH08304671A (ja) | 光送受信器及びその製造方法 | |
| KR20030056333A (ko) | 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130429 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140429 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150427 Year of fee payment: 15 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |