KR20220064777A - 광 검출 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
하드 마스크를 사용하여 자가 정렬 정밀도를 개선한 광 검출 소자 및 그 제조 방법을 제공한다. 광 검출 소자의 제조 방법은, i) 기판을 제공하는 단계, ii) 기판 위에 광반사 거울부를 제공하는 단계, iii) 광반사 거울부 위에 광 검출부를 제공하는 단계, iv) 광반사 거울부 위에 제공되어 광 검출부를 덮는 반사 방지부를 제공하는 단계, v) 광반사 거울부의 제1 외주부 및 반사 방지부의 제2 외주부를 각각 제거하는 단계, 및 vi) 제거된 제1 외주부에 대응 형성되어 기판 위에 위치하고, 광반사 거울부와 이격되어 광반사 거울부를 둘러싸는 하드 마스크를 제공하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 광 검출 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 하드 마스크를 사용하여 자가 정렬 정밀도를 개선한 광 검출 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
단일광자 검출기는 매우 약한 밝기의 빛에서도 각 빛 입자들을 검출한다. 다양한 단일광자 검출기들 중에서 초전도 나노선 단일광자 검출기(superconducting nanowire single photon detector, SNSPD)는 높은 효율, 낮은 암계수율(dark count rate, DCR), 및 낮은 지터(jitter) 등의 이점들을 가진다. 따라서 양자정보통신 및 양자광학 분야에서 SNSPD의 활용도가 높아지고 있다.
다양한 SNSPD 중에서 광섬유와 결합된 SNSPD는 적은 광 손실과 높은 활용도로 인해 가장 많이 사용되고 있다. SNSPD와 광섬유를 결합하는 경우, 수 마이크로미터 크기의 광섬유 코어와 검출기의 검출 영역을 정교하게 정렬하여 결합해야 한다.
일본공개특허 제1999-084181호
하드 마스크를 사용하여 자가 정렬 정밀도를 개선한 광 검출 소자를 제공하고자 한다. 이러한 광 검출 소자의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 제조 방법은, i) 기판을 제공하는 단계, ii) 기판 위에 광반사 거울부를 제공하는 단계, iii) 광반사 거울부 위에 광 검출부를 제공하는 단계, iv) 광반사 거울부 위에 제공되어 광 검출부를 덮는 반사 방지부를 제공하는 단계, v) 광반사 거울부의 제1 외주부 및 반사 방지부의 제2 외주부를 각각 제거하는 단계, 및 vi) 제거된 제1 외주부에 대응 형성되어 기판 위에 위치하고, 광반사 거울부와 이격되어 광반사 거울부를 둘러싸는 하드 마스크를 제공하는 단계를 포함한다.
하드 마스크를 제공하는 단계는, i) 광반사 거울부의 가장자리와 기판의 표면에서 이격 형성되는 기설정 영역을 제외한 부분을 덮는 전자빔리지스트층을 제공하여 기설정 영역에 대응하는 기판이 외부 노출되는 단계, ii) 기설정 영역과 전자빔리지스트층을 덮는 마스크층을 증착하는 단계, iii) 전자빔리지스트층과 전자빔리지스트층 위에 형성된 마스크층을 제거하여 기설정 영역에 잔존 마스크층을 제공하는 단계, iv) 잔존 마스크층을 부분적으로 덮는 포토리지스트층을 잔존 마스크층에 의해 정렬하면서 형성하고 잔존 마스크층의 제3 외주부를 외부 노출시키는 단계, v) 제3 외주부 외측으로 노출된 기판의 일부를 제거하는 단계, 및 vi) 포토리지스트층을 제거하여 하드 마스크를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 외주부 외측으로 노출된 기판의 일부를 제거하는 단계에서 제3 외주부의 상부가 식각되어 제3 외주부의 높이가 잔존 마스크층의 평균 높이보다 작아질 수 있다.
기판을 제공하는 단계에서, 기판은, i) 원형부 및 ii) 원형부의 일측에 연결되어 길게 뻗은 홀더부를 포함할 수 있다. 하드 마스크를 제공하는 단계에서, 하드 마스크는 원형부의 외주에 제공될 수 있다.
광반사 거울부의 제1 외주부 및 반사 방지부의 제2 외주부를 각각 제거하는 단계는, i) 반사 방지부 위에 포토리지스트층을 형성하는 단계, ii) 습식 에칭에 의해 제1 외주부 및 제2 외주부를 각각 제거하는 단계, 및 iii) 포토리지스트층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 반사 방지부와 포토리지스트층의 공유 영역이 반사 방지부와 포토리지스트층의 비공유 영역에 의해 둘러싸이고, 비공유 영역에 제1 외주부 및 제2 외주부가 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자는, i) 기판, ii) 기판 위에 위치하는 광반사 거울부, iii) 광반사 거울부 위에 위치하는 광 검출부, iv) 광반사 거울부 위에 위치하고 광 검출부를 덮는 반사 방지부, 및 v) 기판 위에 위치하고 광반사 거울부와 이격되어 광반사 거울부를 둘러싸는 하드 마스크를 포함한다.
기판은, i) 원형부 및 ii) 원형부의 일측에 연결되어 길게 뻗은 홀더부를 포함할 수 있다. 하드 마스크는 원형부의 외주에 위치할 수 있다.
하드 마스크의 폭은 10㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 하드 마스크는, i) 광반사 거울부와 이격되어 광반사 거울부를 마주하면서 둘러싸는 내면부, 및 ii) 내면부와 접하여 내면부의 외측을 둘러싸는 외주부를 포함할 수 있다. 내면부의 높이는 외주부의 높이보다 클 수 있다.
하드 마스크는 크롬, 알루미늄 또는 산화실리콘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 하드 마스크와 광반사 거울부의 이격 거리는 10㎛ 내지 1000㎛일 수 있다. 기판의 측면과 하드 마스크의 측면은 상호 얼라인되어 수직으로 연속 연결될 수 있다.
하드 마스크를 사용하여 광 검출 소자의 자가 정렬 정밀도를 개선할 수 있다. 그 결과, 검출기 효율에서 큰 비중을 차지하는 광섬유와 검출기의 결합 효율을 높일 수 있다. 또한, 손실률을 최소화하여 광섬유와 결합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 개략적인 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3 내지 도 15는 도 2의 광 검출 소자의 제조 방법의 각 단계를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 개략적인 단면도이다.
도 17은 도 1의 XV-XV선을 따라 자른 광 검출 소자의 사용 상태를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 실험예에 따라 제조한 광 검출 소자의 평면 사진들이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자와 종래 기술의 비교예에 따른 광 검출 소자를 비교한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3 내지 도 15는 도 2의 광 검출 소자의 제조 방법의 각 단계를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 개략적인 단면도이다.
도 17은 도 1의 XV-XV선을 따라 자른 광 검출 소자의 사용 상태를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 실험예에 따라 제조한 광 검출 소자의 평면 사진들이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자와 종래 기술의 비교예에 따른 광 검출 소자를 비교한 개략적인 도면이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기(100)의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 좀더 구체적으로, 도 1은 광 검출기(100)의 결합 전 및 결합 후 상태를 나타내며, 도 1의 확대원에는 광 검출기(100)의 개략적인 평면도를 나타낸다. 도 1의 광 검출기(100)는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 1의 광 검출기(100)를 다른 형태로도 변형할 수 있다.
도 1의 좌측의 결합 전 상태에 도시한 바와 같이, 광 검출기(100)는 홀더(400)에 광 페룰(200) 및 슬리브(300)와 함께 결합되어 삽입된다. 광 검출기(100)는 슬리브(300)의 아래로 삽입 가이드되고, 광 페룰(200)은 슬리브(300)의 위로 삽입 가이드된다. 따라서 광 검출기(100)와 광 페룰(200)은 슬리브(300)에 의해 서로 정렬되어 접한다.
도 1의 우측의 결합 후 상태에 도시한 바와 같이, 슬리브(300)는 홀더(400)에 삽입 고정된다. 따라서 광 검출기(100)와 광 페룰(200)의 정렬이 안정적으로 이루어질 수 있다. 이를 위해서는 광 검출기(100)가 공차 없이 슬리브(300) 내에 삽입될 필요가 있다. 특히, 광 검출기(100)의 크기가 매우 작기 때문에 정밀 제어가 필요하다.
도 1의 확대원에는 이러한 광 검출기(100)의 평면 구조를 확대하여 개략적으로 나타낸다. 즉, 도 1의 확대원은 광 검출기(100)를 xy 평면 방향에서 본 상태를 나타낸다. 도 1의 확대원에 도시한 바와 같이, 광 검출기(100)는 원형부(1001) 및 홀더부(1003)를 포함한다. 홀더부(1003)는 원형부(1001)의 일측, 즉 좌측에 연결되어 x축 방향으로 길게 뻗어 있다. 홀더부(1003)는 홀더(400)에 삽입되어 광 검출기(100)를 홀더(400)에 안정적으로 고정시킨다.
한편, 광 검출기(100)는 기판(10), 광 검출부(30), 반사 방지부(40) 및 하드 마스크(62)을 포함한다. 이외에, 광 검출기(100)는 필요에 따라 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 여기서, 하드 마스크(62)은 기설정된 높이로 형성되므로, 그 외주를 따라 슬리브(300)가 안정적으로 가이드될 수 있다. 한편, 슬리브(300)의 일측으로 개구된 홈부(300a)에는 홀더부(1003)가 삽입된다. 따라서 홀더부(1003)가 홈부(300a)에 삽입되어 z축 방향으로 안정적으로 이동하면서 고정된다. 그 결과, 광 검출기(100)를 슬리브(300) 내에 안정적으로 삽입 고정할 수 있다.
여기서, 하드 마스크(62)은 슬리브(300) 내에서 가이드되므로, 원형부(1001)의 외주에만 제공된다. 원형부(1001)와 홀더부(1003)의 연결부에는 하드 마스크(62)의 형성이 불가능하고, 홀더부(1003)는 슬리브(300)의 바깥쪽에 위치하여 하드 마스크(62)이 불필요하다. 따라서 하드 마스크(62)은 원형부(1001)의 홀더부(1003)와의 연결부를 제외한 나머지 원형부(1001)의 외주에만 형성한다. 이하에서는 도 2 내지 도 14를 참조하여 광 검출기(100)의 제조 방법을 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출기(100)의 제조 방법의 개략적인 순서도이다. 도 2의 광 검출기(100)의 제조 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광 검출기(100)의 제조 방법을 다르게 변형할 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 15는 도 2의 순서도의 각 단계에서의 광 검출기(100)의 단면 구조를 개략적으로 나타낸다. 이하에서는 도 2를 중심으로 도 3 내지 도 15를 참조하여 광 검출기(100)의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 2의 광 검출기(100)의 제조 방법은, 기판을 제공하는 단계(S10), 기판 위에 광반사 거울부를 제공하는 단계(S20), 광반사 거울부 위에 광 검출부를 제공하는 단계(S30), 광반사 거울부 위에 제공되어 광 검출부를 덮는 반사 방지부를 제공하는 단계(S40), 반사 방지부 위에 제1 포토리지스트층을 형성하는 단계(S50), 습식 에칭하여 광반사 거울부의 제1 외주부 및 반사 방지부의 제2 외주부를 제거하는 단계(S60), 제1 포토리지스트층을 제거하는 단계(S70), 광반사 거울부와 이격된 기설정 영역을 제외한 나머지 부분을 덮는 전자빔리지스트층을 제공하여 기설정 영역에 대응하는 기판을 외부 노출하는 단계(S80), 기설정 영역과 전자빔리지스트층을 덮는 마스크층을 증착하는 단계(S90), 전자빔리지스트층과 그 위에 형성된 마스크층을 제거하는 단계(S100), 마스크층을 부분적으로 덮는 제2 포토리지스트층을 형성하고 마스크층의 외주부를 외부 노출하는 단계(S110), 외주부 외측으로 노출된 기판의 일부를 제거하는 단계(S120), 그리고 제2 포토리지스트층을 제거하는 단계(S130)를 포함한다. 이외에, 광 검출 소자(100)의 제조 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.
먼저 도 2의 단계(S10)에서는 기판(10)을 제공한다. (도 3에 도시) 기판(10)의 소재로서 실리콘을 사용할 수 있다. 따라서 기판(10)을 대면적화하여 복수의 광 검출기(100)를 한번에 함께 형성할 수 있다. 즉, 광 검출기(100)의 크기가 대략적으로 2.5mm X 5mm이므로, 8인치 웨이퍼의 경우 대략 3000개의 광 검출기(100)를 제조할 수 있다. 또한, 상용화된 소재의 기판(10)을 사용하여 기판(10)을 저가로 제조할 수 있다.
다음으로, 도 2의 단계(S20)에서는 기판(10) 위에 광반사 거울부(optical cavity)(20)를 제공한다. (도 4에 도시) 광반사 거울부(20)는 광을 그 내부에서 공진시킨다. 그 결과, 광반사 거울부(20)로 입사된 광은 공진하면서 증폭되어 광 검출부(30)에서 광을 잘 검출할 수 있도록 돕는다. 광반사 거울부(20)는 기판(10) 위에 증착 등의 방법을 통해 형성한다. 광반사 거울부(20)는 공진을 위한 유전체들을 포함한다. 광반사 거울부(20)로서 유전체를 이용한 분산 브래그 반사경을 이용할 수 있다. 분산 브래그 반사경은 수백 nm 두께의 굴절률이 다른 2개의 유전체 박막들을 교대로 증착시켜 수 ㎛의 다층 구조로 형성한다. 한편, 광반사 거울부(20)로서 금속 반사경을 이용할 수도 있다. 금속 반사경은 유전체와 우수한 반사율을 가진 금속을 코팅하여 형성한다.
도 2의 단계(S30)에서는 광반사 거울부(20) 위에 광 검출부(30)를 제공한다. (도 5에 도시) 광 검출부(30)를 통하여 광 모듈을 통해 입사되는 광자가 흡수되는 경우, 전기적 신호를 발생시킨다. SNSPD에서는 NbN, NbTiN, WxSi1-x, MoxSi1-x 등을 광 검출부(30)의 소재로 사용할 수 있다. 광 검출부(30)는 광 검출기의 중심에 위치한다. 즉, 광 검출기의 원형부의 중심에 위치하여 이에 대응하는 광섬유로부터 방출되는 광자를 효율적으로 흡수한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 단계(S40)에서는 광 검출부(30)를 덮는 반사 방지부(40)를 제공한다. (도 6에 도시) 반사 방지부(40)는 광반사 거울부(20) 위에 제공된다. 반사 방지부(40)는 진공 챔버내에서 증착을 통해 제조할 수 있다. 이외에, 스핀 코팅을 통한 졸겔법 등의 방법을 통하여 산화 티타늄 또는 산화 실리콘 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지부(40)는 광 투과율을 높여서 광섬유로부터 출사되는 광이 광 검출부(30)로 잘 입사시킨다.
도 2의 단계(S50)에서는 반사 방지부(40) 위에 제1 포토리지스트층(50)을 형성한다. (도 7에 도시) 도 6에는 도시하지 않았지만 마스크를 사용해 제1 포토리지스트층(50)은 반사 방지부(40)보다 적은 면적을 가지도록 반사 방지부(40) 위에 도포한다. 그 결과, 공유 영역(SA)과 이를 둘러싸는 비공유 영역(NSA)이 형성된다. 공유 영역(SA)은 제1 포토리지스트층(50), 반사 방지부(40) 및 광반사 거울부(20)가 중첩되어 위치하는 영역을 의미하고, 비공유 영역(NSA)은 제1 포토리지스트층(50)이 존재하지 않고 반사 방지부(40) 및 광반사 거울부(20)만 존재하는 영역을 의미한다. 제1 포토리지스트층(50)이 형성되지 않은 반사 방지부(40)의 외주부(401)와 광반사 거울부(20)의 외주부(201)가 외부 노출된다. 외주부들(201, 401)은 비공유 영역(NSA)에 위치한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 단계(S60)에서는 습식 에칭하여 기판(10) 위에 위치한 외주부들(201, 401)을 제거한다. (도 8에 도시) 즉, 광반사 거울부(20)의 외주부(201)와 반사 방지부(40)의 외주부(401)가 제거된다. 이와는 달리, 광반사 거울부(20)와 반사 방지부(40)의 외주부들(201, 401)와 접하면서 그 내부에 위치한 중심부들은 제1 포토리지스트층(50)으로 덮여 있어서 습식 에칭으로부터 보호된다. 습식 에칭시에는 불산 수용액 등을 사용할 수 있다.
도 2의 단계(S70)에서는 제1 포토리지스트층(50)을 제거한다. (도 9에 도시) 그리고 제1 포토리지스트층(50)을 클리닝 등의 방법으로 제거한다. 한편, 단계(S60)에서의 습식 에칭 결과, 외주부들(201, 401)이 각각 제거된 광반사 거울부(22)와 반사 방지부(42)가 잔존한다.
다음으로, 도 2의 단계(S80)에서는 광반사 거울부(22)와 기판(10) 표면에서 이격된 기설정 영역(625)을 제외한 나머지 부분을 덮는 전자빔리지스트층(52)을 제공한다. (도 9에 도시) 도 9에는 도시하지 않았지만, 전자현미경을 사용하여 기설정 영역(625)을 제외한 부분에만 전자빔리지스트층(52)을 형성할 수 있다. 그 결과, 기설정 영역(625)은 외부로 노출된다. 기설정 영역(625)은 외주부(201)(도 7에 도시)에 대응하는 부분에 형성되나 광반사 거울부(22)와는 이격된다. 후속 공정에서 기설정 영역(625)에는 하드 마스크가 형성된다. 전자빔리지스트층(52) 및 제2 포토리지스트층(54)을 균일하게 코팅하기 위해서는 기설정 영역(625)을 광반사 거울부(22)로부터 이격시키는 것이 바람직하다. 한편, 전자빔리지스트층(52)은 광반사 거울부(22)와 반사 방지부(42)의 두께로 인해 그 주위에 두껍게 코팅된다.
도 2의 단계(S90)에서는 기설정 영역(625)과 전자빔리지스트층(52)을 덮는 마스크층(60)을 증착한다. (도 11에 도시) 마스크층(60)은 전자빔리지스트층(52)과 기설정 영역(625) 위에 모두 증착된다. 그 결과, 기설정 영역(625)에서 마스크층(60)은 기판(10)과 직접 접한다. 마스크층(60)은 하드 마스크를 형성하기 위해 크롬, 알루미늄 또는 산화실리콘 등과 이들 화합물처럼 SF6 플라즈마에 고내에칭성을 가지는 소재로 형성된다. 마스크층(60)은 기판(10)의 가장자리 일부가 SF6 플라즈마에 완벽히 식각되는 도중에 완전히 식각되어 기설정 영역(625)에 기판이 노출되지 않도록 충분한 높이로 형성한다.
다음으로, 도 2의 단계(S100)에서는 전자빔리지스트층(52)(도 11에 도시)과 그 위에 형성된 마스크층(60)(도 11에 도시)을 제거하여 잔존 마스크층(62)을 제공한다. (도 12에 도시) 즉, 전자빔리지스트층(52)을 리프트 오프(lift off) 및 클리닝하므로, 그 위에 놓인 마스크층(60)도 함께 제거된다. 반면에, 기설정 영역(625)(도 11에 도시)에 대응하는 잔존 마스크층(62)은 전자빔리지스트층(52) 위에 놓이지 않고 기판(10)과 직접 접촉하므로, 단계(S100)에서의 공정에 의해 제거되지 않는다. 따라서 기판(10) 위에 잔존 마스크층(62)이 바로 제공된다.
도 2의 단계(S110)에서는 잔존 마스크층(62)을 부분적으로 덮는 제2 포토리지스트층(54)을 형성하고 잔존 마스크층(62)의 외주부(623)를 외부 노출시킨다. (도 13에 도시) 잔존 마스크층(62)은 컨택 얼라이너를 사용해서 패터닝되는 제2 포토리지스트층(54)을 정렬한다. 따라서 제2 포토리지스트층(54)의 패턴 크기 오차 발생을 저감할 수 있다. 잔존 마스크층(62)은 내면부(621) 및 외주부(623)를 포함한다. 내면부(621)와 외주부(623)는 기판(10)의 표면에 그 측면 방향으로 상호 연결된다. 내면부(621)는 제2 포토리지스트층(54)으로 덮이고, 외주부(623)는 제2 포토리지스트층(54)으로 덮이지 않는다. 여기서 잔존 마스크층(62)의 폭, 즉 내면부(621)의 길이(L621)와 외주부(623)의 길이(L623)의 합은 전자빔리소그래피 시간에 비례한다. 따라서 잔존 마스크층(62)의 길이가 커지는 경우, 전자 현미경의 사용 시간 증가로 공정 비용이 높아질 수 있다. 최종적으로 제조되는 광 검출소자(100)(도 1에 도시)에서의 하드 마스크(63)(도 16에 도시)의 폭은 10㎛ 내지 20㎛이다. 내면부(621)의 길이(L621)와 외주부(623)의 길이(L623)는 제2 포토리지스트층(54)의 패턴 형성 중에 발생할 수 있는 x-y축 얼라인 오차와 패턴의 임계 크기(critical dimesnsion, CD) 오차를 감안해 각각 5㎛ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 잔존 마스크층(62)과 광반사 거울부(22)와의 이격 거리(d22)는 10㎛ 내지 1000㎛일 수 있다. 유전체 거울을 사용하는 광반사 거울부(22)의 두께는 수 ㎛이고, 제2 포토리지스트층(54)의 두께는 10㎛ 이상이다. 따라서 이격 거리(d22)가 너무 작은 경우, 광반사 거울부(22)와 반사 방지부(42)의 벽면과 제2 포토리지스트층(54)의 두께로 인해 제2 포토리지스트층(54)의 균일한 코팅 및 패터닝이 잘되지 않을 수 있다. 또한, 이격 거리(d22)가 너무 큰 것은 광 검출 소자의 설계 구조상 불가능하다. 따라서 이격 거리(d22)를 전술한 범위로 유지한다.
다음으로, 도 2의 단계(S120)에서는 기판(10)의 가장자리를 제거한다. (도 14에 도시) 즉, 반응성 이온 식각 공정으로 SF6 가스를 이용해 드라이 에칭하여 제2 포토리지스트층(54)으로 덮이지 않은 기판(10)의 가장자리를 제거한다. 즉, 도 14의 점선의 바깥쪽 영역을 제거한다. 이와 함께 제2 포토리지스트층(54)으로 덮이지 않은 외주부(623)도 부분적으로 식각되어 식각된 외주부(624)로 되면서 그 높이가 낮아진다. 즉, 내면부(621)와 식각된 외주부(624)를 포함하는 하드 마스크(63)가 제조된다.
마지막으로, 도 2의 단계(S130)에서는 제2 포토리지스트층(54)을 제거한다. (도 15에 도시) 클리닝을 통해 제2 포토리지스트층(54)을 제거한다.
도 16은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자의 제조 방법으로 제조된 광 검출 소자(100)의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 16의 광 검출 소자(100)의 단면 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 광 검출 소자(100)의 단면 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.
도 16에 도시한 바와 같이, 최종적으로 광 검출 소자(100)가 제공된다. 광 검출 소자(100)에는 광반사 거울부(22)와 링 형상의 하드 마스크(63)가 최종적으로 형성된다. 하드 마스크(63)는 내면부(621)와 식각된 외주부(624)를 포함한다. 여기서, 식각된 기판(11)의 표면을 기준으로 식각된 외주부(624)의 높이(h624)는 내면부(621)의 높이(h621)보다 작다. 따라서 하드 마스크(63)의 평균 높이는 식각된 외주부(624)의 높이(h624)보다 작다. 내면부(621)의 높이(h621)는 100nm 내지 200nm일 수 있고, 외주부(624)의 높이(h624)는 10nm 내지 50nm일 수 있다. 한편, 슬리브(300)(도 1에 도시)는 식각된 기판(11)의 측면(11a)을 타고 가이드될 수 있다.
기판(11)의 측면(11a)과 하드 마스크(63)의 측면(63a)은 상호 얼라인되어 수직으로 연속 연결된다. 즉, 단계(S120)에서의 건식 에칭에 의해 기판(11)의 측면(11a)과 하드 마스크(63)의 측면(63a)이 연속 연결되도록 수직으로 에칭이 잘 이루어진다. 그 결과, 슬리브(300)(도 1에 도시)가 기판(11)의 측면(11a) 외측에 결합되어 위치할 수 있다.
도 17은 도 1의 XV-XV선을 따라 자른 광 검출 소자(100)의 사용 상태를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다. 도 17의 광 검출 소자(100)의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 그 사용 상태를 다르게 변형할 수 있다.
도 17에 도시한 바와 같이, 광 페룰(200)은 슬리브(300)의 내측으로 가이드되어 광 검출 소자(100)와 접한다. 광 페룰(200)은 그 정중앙에 형성된 광섬유(2001)를 포함하고, 광섬유(2001)는 광섬유 클래딩(2003)에 의해 둘러싸인다. 광 검출 소자(100)는 수백 ㎛ 두께의 기판(11)의 측면(11a)에 의해 가이드되어 슬리브(300) 내부로 인입되므로, 광검출부(30)는 슬리브(300) 내에서 정확히 정중앙에 위치한다. 그 결과, 광섬유(2001)는 광검출부(30)에 정확히 얼라인되어 광을 잘 검출한다. 즉, 광섬유(2001)가 광검출부(30)에 의해 형성되는 검출 영역에 일치하도록 정렬된다. 수십 ㎛의 광섬유(2001)와 광검출부(30)의 결합시 이들을 상호 일렬로 정렬시켜 결합에 따른 손실률을 개선할 수 있다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자와 종래 기술에 따른 광 검출 소자를 제조하였다. 그리고 이들을 상호 비교하였다.
도 18 내지 도 20은 각각 본 발명의 실험예에 따라 제조한 광 검출 소자의 평면 사진들을 나타낸다. 좀더 구체적으로, 도 18은 Deep RIE(reactive ion etching, 반응성 이온 식각) 공정 전 제2 포토리지스트를 패턴하여 도포한 사진이고, 도 19은 광 검출기 주변에 하드 마스크를 형성한 사진이며, 도 20은 실리콘 웨이퍼 기판 위에 복수의 롤리팝 형상의 광 검출 소자들을 형성한 사진을 나타낸다.
이렇게 제조한 광 검출 소자의 원형부의 직경은 2.5mm이었다. 또한, SNSPD를 위한 광 검출부(30)의 직경은 15㎛이었다.
정렬 실험
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 소자(100)와 종래 기술의 비교예에 따른 광 검출 소자(900)를 비교하여 개략적으로 나타낸다. 좀더 구체적으로, 도 21의 (a)에는 하드 마스크(63)가 형성된 광 검출 소자(100)를 나타내고, 도 21의 (b)에는 하드 마스크(63)가 형성되지 않은 광 검출 소자(900)를 나타낸다.
도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실험예에서는 기판(10)에 반도체 제조 공정을 통해 광 검출 소자(100)를 제조하였다. 한편, 광 검출 소자(100)의 피대상물인 광 페룰의 광섬유 직경은 9㎛이었다. 실험예에서는 얼라인 키(500)를 이용한 컨택 얼라이너로 광 검출 소자(100)를 정렬하였다. 이 경우, 위치 오차수는 수 ㎛이었고, 광 검출 소자(100)의 원형부 직경의 임계치수 오차도 수 ㎛이었다. 즉, 내면부(621)을 형성한 결과, 오차를 무시할 수 있을 정도로 정확한 정렬이 가능하였다. 그 결과, 광섬유와 광 검출부(30)와의 오차는 수십 nm에 불과하였다. 특히, 광 검출부(30)가 정중앙에 위치하지 않은 경우에도 그 오차는 수십 nm에 불과하였고, 공차로 인해 광 검출 소자(100)의 원형부의 직경이 2.5mm가 아닌 경우에도 그 오차는 수십 nm에 불과하였다.
한편, 비교예에서도 얼라인 키(500)를 이용한 컨택 얼라이너로 광 검출 소자를 정렬하였다. 이 경우, 위치 오차수는 수 ㎛이었고, 광 검출 소자의 원형부 직경의 임계치수 오차도 수 ㎛이었다. 광 페룰과 광 검출 소자를 결합한 결과, 광섬유와 광 검출부와의 오차는 수 ㎛로 컸다. 특히, 광 검출부(30)가 정중앙에 위치하지 않은 경우 그 오차는 수 ㎛이었고, 공차로 인해 광 검출 소자(100)의 원형부의 직경이 2.5mm가 아닌 경우에도 그 오차가 수 ㎛로 매우 컸다. 따라서 하드 마스크(63)의 형성에 의해 광섬유와 광 검출부(30)의 정렬 정밀도를 크게 향상시킬 수 있었다. 또한, 포토레지스트층의 임계치수의 부정확성과 컨택 얼라이너의 한계로 인한 패스 미스얼라인먼트도 개선할 수 있었다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10, 11. 기판
11a. 측면
20, 22. 광반사 거울부
30. 광 검출부
40, 42. 반사 방지부
50, 54. 포토리지스트층
52. 전자빔리지스트층
60. 마스크층
62. 잔존 마스크층
63. 하드 마스크
100, 900. 광 검출 소자
200. 광 페룰
201, 401, 623. 외주부
300. 슬리브
300a. 홈부
400. 홀더
500. 얼라인 키
621. 내면부
623. 외주부
624. 하드 마스크
625. 기설정 영역
1001. 원형부
1003. 홀더부
2001. 광섬유
2003. 광섬유 클래딩
11a. 측면
20, 22. 광반사 거울부
30. 광 검출부
40, 42. 반사 방지부
50, 54. 포토리지스트층
52. 전자빔리지스트층
60. 마스크층
62. 잔존 마스크층
63. 하드 마스크
100, 900. 광 검출 소자
200. 광 페룰
201, 401, 623. 외주부
300. 슬리브
300a. 홈부
400. 홀더
500. 얼라인 키
621. 내면부
623. 외주부
624. 하드 마스크
625. 기설정 영역
1001. 원형부
1003. 홀더부
2001. 광섬유
2003. 광섬유 클래딩
Claims (11)
- 기판을 제공하는 단계,
상기 기판 위에 광반사 거울부를 제공하는 단계,
상기 광반사 거울부 위에 광 검출부를 제공하는 단계,
상기 광반사 거울부 위에 제공되어 상기 광 검출부를 덮는 반사 방지부를 제공하는 단계,
상기 광반사 거울부의 제1 외주부 및 상기 반사 방지부의 제2 외주부를 각각 제거하는 단계, 및
상기 제거된 제1 외주부에 대응 형성되어 상기 기판 위에 위치하고, 상기 광반사 거울부와 이격되어 상기 광반사 거울부를 둘러싸는 하드 마스크를 제공하는 단계
를 포함하는 광 검출 소자의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 하드 마스크를 제공하는 단계는,
상기 광반사 거울부의 가장자리와 상기 기판의 표면에서 이격 형성되는 기설정 영역을 제외한 부분을 덮는 전자빔리지스트층을 제공하여 상기 기설정 영역에 대응하는 기판이 외부 노출되는 단계,
상기 기설정 영역과 상기 전자빔리지스트층을 덮는 마스크층을 증착하는 단계,
상기 전자빔리지스트층과 상기 전자빔리지스트층 위에 형성된 상기 마스크층을 제거하여 상기 기설정 영역에 잔존 마스크층을 제공하는 단계,
상기 잔존 마스크층을 부분적으로 덮는 포토리지스트층을 상기 잔존 마스크층에 의해 정렬하면서 형성하고 상기 잔존 마스크층의 제3 외주부를 외부 노출시키는 단계,
상기 제3 외주부 외측으로 노출된 상기 기판의 일부를 제거하는 단계, 및
상기 포토리지스트층을 제거하여 상기 하드 마스크를 제공하는 단계
를 포함하는 광 검출 소자의 제조 방법. - 제2항에서,
상기 제3 외주부 외측으로 노출된 상기 기판의 일부를 제거하는 단계에서 상기 제3 외주부의 상부가 식각되어 상기 제3 외주부의 높이가 상기 잔존 마스크층의 평균 높이보다 작아지는 광 검출 소자의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 기판을 제공하는 단계에서,
상기 기판은,
원형부 및
상기 원형부의 일측에 연결되어 길게 뻗은 홀더부
를 포함하고,
상기 하드 마스크를 제공하는 단계에서, 상기 하드 마스크는 상기 원형부의 외주에 제공되는 광 검출 소자의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 광반사 거울부의 제1 외주부 및 상기 반사 방지부의 제2 외주부를 각각 제거하는 단계는,
상기 반사 방지부 위에 포토리지스트층을 형성하는 단계,
습식 에칭에 의해 상기 제1 외주부 및 상기 제2 외주부를 각각 제거하는 단계, 및
상기 포토리지스트층을 제거하는 단계
를 포함하고,
상기 반사 방지부와 상기 포토리지스트층의 공유 영역이 상기 반사 방지부와 상기 포토리지스트층의 비공유 영역에 의해 둘러싸이고, 상기 비공유 영역에 상기 제1 외주부 및 상기 제2 외주부가 위치하는 광 검출 소자의 제조 방법. - 기판,
상기 기판 위에 위치하는 광반사 거울부,
상기 광반사 거울부 위에 위치하는 광 검출부,
상기 광반사 거울부 위에 위치하고 상기 광 검출부를 덮는 반사 방지부, 및
상기 기판 위에 위치하고 상기 광반사 거울부와 이격되어 상기 광반사 거울부를 둘러싸는 하드 마스크
를 포함하는 광 검출 소자. - 제6항에서,
상기 기판은,
원형부 및
상기 원형부의 일측에 연결되어 길게 뻗은 홀더부
를 포함하고,
상기 하드 마스크는 상기 원형부의 외주에 위치하는 광 검출 소자. - 제6항에서,
상기 하드 마스크의 폭은 10㎛ 내지 20㎛이고,
상기 하드 마스크는,
상기 광반사 거울부와 이격되어 상기 광반사 거울부를 마주하면서 둘러싸는 내면부, 및
상기 내면부와 접하여 상기 내면부의 외측을 둘러싸는 외주부
를 포함하고,
상기 내면부의 높이는 상기 외주부의 높이보다 큰 인 광 검출 소자. - 제6항에서,
상기 하드 마스크는 크롬, 알루미늄 또는 산화실리콘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 광 검출 소자. - 제6항에서,
상기 하드 마스크와 상기 광반사 거울부의 이격 거리는 10㎛ 내지 1000㎛인 광 검출 소자. - 제6항에서,
상기 기판의 측면과 상기 하드 마스크의 측면은 상호 얼라인되어 수직으로 연속 연결된 광 검출 소자.
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|---|---|---|---|---|
| KR970005150A (ko) * | 1995-07-25 | 1997-02-19 | 김경신 | 금속박 또는 금속망에 불규칙적인 주름을 형성하는 방법 및 그 장치 |
| JPH1184181A (ja) | 1997-09-09 | 1999-03-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光結合器 |
| JP2001345436A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Sharp Corp | 回路内蔵受光素子 |
| JP2001358359A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 半導体受光素子 |
| JP2005250003A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Ricoh Co Ltd | 光半導体装置および光インターコネクションシステムおよび光配線モジュール |
| JP2008235756A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Sony Corp | 受光素子およびそれを備えた表示装置 |
| JP2011033368A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
-
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-
2021
- 2021-11-10 US US17/523,650 patent/US20220238735A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970005150A (ko) * | 1995-07-25 | 1997-02-19 | 김경신 | 금속박 또는 금속망에 불규칙적인 주름을 형성하는 방법 및 그 장치 |
| JPH1184181A (ja) | 1997-09-09 | 1999-03-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光結合器 |
| JP2001345436A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Sharp Corp | 回路内蔵受光素子 |
| JP2001358359A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 半導体受光素子 |
| JP2005250003A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Ricoh Co Ltd | 光半導体装置および光インターコネクションシステムおよび光配線モジュール |
| JP2008235756A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Sony Corp | 受光素子およびそれを備えた表示装置 |
| JP2011033368A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
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