KR100558887B1 - method for fabricating optical device - Google Patents

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KR100558887B1 KR1020010053730A KR20010053730A KR100558887B1 KR 100558887 B1 KR100558887 B1 KR 100558887B1 KR 1020010053730 A KR1020010053730 A KR 1020010053730A KR 20010053730 A KR20010053730 A KR 20010053730A KR 100558887 B1 KR100558887 B1 KR 100558887B1
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Abstract

광통신 시스템 등에 사용되는 광소자 제조방법에 관한 것으로, 기판 표면 중 광섬유가 배열될 영역을 소정 깊이로 식각하여 제 1 홈을 형성하고, 대응하는 제 1 홈으로부터 일직선상에 위치하도록 기판 위에 광도파로를 형성한 다음, 제 1 홈과 광도파로의 경계면을 소정 깊이로 식각하여 제 2 홈을 형성하고, 제 1 홈에 광섬유를 정렬시키고 광도파로에 광섬유를 부착시킴으로써, 제조 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있다.An optical device manufacturing method used in an optical communication system or the like, wherein the optical waveguide is formed on the substrate so as to form a first groove by etching an area in which the optical fiber is to be arranged to a predetermined depth, and located in a straight line from the corresponding first groove. After the formation, the interface between the first groove and the optical waveguide is etched to a predetermined depth to form a second groove, the optical fiber is aligned with the first groove, and the optical fiber is attached to the optical waveguide, thereby reducing manufacturing process time and process cost. Can be.

광도파로, 다이싱 톱, 홈, 광섬유 블록, 코어층Optical waveguide, dicing saw, groove, optical fiber block, core layer

Description

광소자 제조방법{method for fabricating optical device}Method for fabricating optical device

도 1은 종래 기술에 따른 광도파로 소자와 입/출력 광섬유 블록을 접속하는 일반적인 방법을 보여주는 도면1 is a view showing a general method for connecting an optical waveguide device and an input / output optical fiber block according to the prior art;

도 2a 내지 도 2j는 본 발명 제 1 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도2a to 2j are process perspective views showing a manufacturing process of the optical device according to the first embodiment of the present invention

도 3a 내지 도 3j는 본 발명 제 2 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도3A to 3J are process perspective views illustrating a manufacturing process of an optical device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명 제 3 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도4A to 4H are process perspective views illustrating a manufacturing process of an optical device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11,31,51 : 기판 12,32,52 : 마스크층11,31,51: substrate 12,32,52: mask layer

13,33,53 : 제 1 홈 14,34,54 : 하부 클래드층13,33,53: first groove 14,34,54: lower clad layer

15,35,55 : 코어층 15a,35a,55a : 광도파로15,35,55 core layer 15a, 35a, 55a optical waveguide

16,36,56 : 상부 클래드층 20,40,60 : 광섬유16,36,56: upper clad layer 20,40,60: optical fiber

본 발명은 광통신 시스템 등에 사용되는 광소자 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical device manufacturing method for use in an optical communication system.

일반적으로 광통신 시스템에서는 광 신호를 전송하기 위해 광도파로 소자를 사용하고 있다.In general, optical communication systems use optical waveguide devices to transmit optical signals.

광도파로 소자는 광섬유에 접속되어 사용되는데, 광섬유의 중심과 광도파로의 중심을 정확하게 일치시켜 접속해야만 원활한 광 신호의 전송이 이루어진다.The optical waveguide element is connected to the optical fiber and used, and the optical signal is transmitted smoothly only when the center of the optical fiber matches the center of the optical waveguide.

그러나, 광섬유와 광도파로 사이의 접속 기술은 매우 정밀함을 요구할 뿐만 아니라 고가의 정렬 또는 접속 보조 장치가 필요하다.However, the connection technology between the optical fiber and the optical waveguide not only requires very precision but also requires expensive alignment or connection assistance devices.

이러한 요구들은 광도파로 소자를 저가로 대량 생산하는데 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다.These demands pose the biggest obstacle to mass production of low cost optical waveguide devices.

도 1은 광도파로 소자와 광섬유를 접속하는 일반적인 방법을 보여주는 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 광도파로 소자 및 입/출력 광섬유 블록을 각각 제작한다.FIG. 1 is a view illustrating a general method of connecting an optical waveguide element and an optical fiber. First, as shown in FIG. 1, an optical waveguide element and an input / output optical fiber block are manufactured.

여기서, 광섬유 블록은 통상 V자 형태의 홈을 가지며, 그 홈 위에 광섬유가 장착되어 있다.Here, the optical fiber block usually has a V-shaped groove, and the optical fiber is mounted on the groove.

그리고, 이와 같이 제작된 광도파로 소자 및 입/출력 광섬유 블록 중에서, 서로 결합될 면을 각각 그라인딩(grinding) 및 폴리싱(polishing)한 다음, 정렬장치(alignment station)를 이용하여 이들을 정밀하게 접속시킨다.In the optical waveguide device and the input / output optical fiber block manufactured as described above, the surfaces to be bonded to each other are ground and polished, respectively, and then precisely connected to each other using an alignment station.

정렬장치를 이용하는 경우, 먼저 1개의 광섬유가 고정되어 있는 입력 광섬유 블록을 광도파로 소자의 입력면과 맞댄다.In the case of using the alignment device, first, the input optical fiber block in which one optical fiber is fixed is aligned with the input surface of the optical waveguide element.

이어, 정렬장치는 입력 광섬유 블록을 미세하게 이동시켜 입력 광섬유로부터 광도파로 소자의 입력 광도파로를 통해 출력되는 빛의 세기가 최대가 될 때, 입력 광도파로와 입력 광섬유의 코어 중심을 맞춘다.Subsequently, the alignment device finely moves the input optical fiber block to align the core of the input optical waveguide with the core of the input optical fiber when the intensity of light output from the input optical fiber through the input optical waveguide of the optical waveguide element is maximum.

이때, 레이저나 접착제 등을 이용하여 입력 광섬유와 입력 광도파로를 접속시킨다.At this time, the input optical fiber and the input optical waveguide are connected using a laser or an adhesive.

그리고, 1개 이상의 출력 광섬유가 고정되어 있는 출력 광섬유 블록을 광도파로 소자의 출력면과 맞댄다.The output optical fiber block on which one or more output optical fibers are fixed is aligned with the output surface of the optical waveguide element.

그 다음, 정렬장치는 출력 광섬유 블록을 미세하게 이동시켜 입력 광섬유로부터 1개 이상의 출력 광섬유를 통해 출력되는 빛의 세기가 최대가 될 때, 광도파로 소자의 출력 광도파로과 출력 광섬유의 코어 중심을 맞춘다.The alignment device then finely moves the output optical fiber block to center the output optical waveguide of the optical waveguide element and the core of the output optical fiber when the intensity of light output from the input optical fiber through the one or more output optical fibers is maximum.

이때, 레이저나 접착제 등을 이용하여 출력 광섬유와 출력 광도파로를 접속시킨다.At this time, the output optical fiber and the output optical waveguide are connected using a laser or an adhesive.

하지만, 이러한 기존의 접속방법은 광도파로 소자에 형성된 광도파로의 축중심과 광섬유 블록에 장착된 광섬유의 축중심을 맞추기 위한 기준점이 없고, 단지 광섬유에 빛을 입사하여 그 때 출력되는 빛의 세기의 대소에 따라 축중심에 대한 최적의 접속 상태를 판단하므로 특수 장비가 필요하고 어렵다.However, this conventional connection method does not have a reference point for matching the axis of the optical waveguide formed in the optical waveguide element with the axis of the optical fiber mounted in the optical fiber block. Special equipment is needed and difficult because it determines the optimal connection state to the shaft center depending on the size.

또한, 현재 생산되는 광도파로 소자 및 입/출력 광섬유 블록은 각각 다른 실리콘 웨이퍼에서 배치 처리(batch process)로 제작되어 다이싱(dicing)되기 때문에 한꺼번에 많은 소자와 블록이 생산된다.In addition, since the optical waveguide devices and the input / output optical fiber blocks that are currently produced are fabricated in a batch process and diced on different silicon wafers, many devices and blocks are produced at once.

그러나, 서로 다른 실리콘 기판으로부터 제작된 광도파로 소자들과 입/출력 광섬유 블록들을 서로 접속시키는 조립 공정의 경우, 1회의 접속에 대해서 적어도 상당한 작업시간이 필요하고, 고가의 정렬 장치가 여러 대가 필요하므로 소자의 원가 절감 및 양산화에 큰 걸림돌로 작용하고 있다.However, in the assembly process of connecting the optical waveguide elements and the input / output optical fiber blocks made from different silicon substrates to each other, at least a considerable working time is required for one connection and several expensive alignment devices are required. It is a major obstacle to cost reduction and mass production of devices.

최근에는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 광도파로 소자에 광섬유 블록을 결합시킨 구조가 제안되었다.Recently, in order to solve these problems, a structure in which an optical fiber block is coupled to an optical waveguide device has been proposed.

즉, 하나의 기판을 사용하여 광도파로 소자와 광섬유 블록을 일체형으로 제작함으로써, 고가의 정밀 정렬장비 필요 없이도 빠른 시간 내에 간단하게 광도파로와 광섬유 코어를 접속시킬 수 있었다.In other words, by fabricating the optical waveguide element and the optical fiber block integrally using a single substrate, it was possible to simply connect the optical waveguide and the optical fiber core in a short time without the need for expensive precision alignment equipment.

그러나, 광섬유 블록이 일체화된 광소자는 그 제작 공정에 있어서 많은 마스크 공정 및 에칭 공정이 필요하므로 전체적으로 제조 공정이 다소 복잡하였다.However, the optical device in which the optical fiber block is integrated requires a lot of mask processes and etching processes in its fabrication process, so that the overall manufacturing process is rather complicated.

이로 인하여 공정 단가가 늘어나 소자의 시장 가격이 비싼 단점이 있었다.Due to this, there is a disadvantage in that the process price increases and the market price of the device is expensive.

본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 제조 공정이 간단한 광소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve these problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an optical device having a simple manufacturing process.

본 발명의 다른 목적은 대량 생산이 가능한 광소자 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an optical device manufacturing method capable of mass production.

본 발명에 따른 광소자 제조방법은 기판을 준비하는 단계와, 기판 표면 중 광섬유가 배열될 영역을 소정 깊이로 식각하여 적어도 하나의 제 1 홈을 형성하는 단계와, 대응하는 제 1 홈으로부터 일직선상에 위치하도록 기판 위에 적어도 하나의 광도파로를 형성하는 단계와, 제 1 홈과 광도파로의 경계면을 소정 깊이로 식각 하여 제 2 홈을 형성하는 단계와, 제 1 홈에 상기 광섬유를 배열시키고 광도파로에 광섬유를 접속시키는 단계로 이루어진다.An optical device manufacturing method according to the present invention comprises the steps of preparing a substrate, etching the region of the substrate surface to be arranged in a predetermined depth to form at least one first groove, and a straight line from the corresponding first groove Forming at least one optical waveguide on the substrate so as to be located in the substrate; forming a second groove by etching the interface between the first groove and the optical waveguide to a predetermined depth; arranging the optical fiber in the first groove and The step of connecting the optical fiber to the.

여기서, 제 1 홈을 형성하는 단계는 기판 위에 마스크 물질을 형성하고 패터닝하여 광섬유가 배열될 영역의 기판을 노출시키는 단계와, 마스크 물질을 마스크로 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계와, 마스크 물질을 제거하는 단계로 이루어진다.The forming of the first groove may include forming and patterning a mask material on the substrate to expose the substrate in a region where the optical fiber is to be arranged, and etching the substrate exposed by the mask material as a mask to a predetermined depth to form the first groove. Forming and removing the mask material.

이때, 기판은 Si, GaAs, InP 중 어느 하나로 이루어지고, 제 1 홈은 상부의 폭이 넓고 하부의 폭이 좁은 형태가 되도록 습식 식각하여 형성한다.At this time, the substrate is made of any one of Si, GaAs, InP, the first groove is formed by wet etching so that the width of the upper portion is narrow and the width of the lower portion.

또한, 제 1 홈을 형성하는 단계는 소정 패턴이 형성된 마스크를 준비하는 단계와, 마스크를 기판 상부에 정렬시키는 단계와, 마스크를 이용하여 광섬유가 배열될 영역의 기판을 소정 깊이로 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계와, 마스크를 제거하는 단계로도 이루어질 수 있다.The forming of the first groove may include preparing a mask on which a predetermined pattern is formed, aligning the mask on the substrate, and etching the substrate in a region where the optical fiber is to be arranged using the mask to a predetermined depth. Forming a groove and removing the mask may also be performed.

이때, 제 1 홈은 상부의 폭이 넓고 하부의 폭이 좁은 형태가 되도록 건식 식각하여 형성한다.In this case, the first groove is formed by dry etching so that the upper portion has a wide width and the lower portion has a narrow width.

그리고, 광도파로를 형성하는 단계는 기판 전면에 하부 클래드층을 형성하는 단계와, 하부 클래드층 위에 코어층을 형성하고 패터닝하여 제 1 홈으로부터 일직선상에 위치하는 영역에 광도파로를 형성하는 단계와, 광도파로를 포함한 전면에 상부 클래드층을 형성하는 단계와, 제 1 홈이 형성된 영역의 상부 클래드층 및 하부 클래드층을 제거하여 기판을 노출시키는 단계로 이루어진다.The forming of the optical waveguide may include forming a lower clad layer on the entire surface of the substrate, forming and patterning a core layer on the lower clad layer to form an optical waveguide in a region located in a straight line from the first groove; And forming an upper cladding layer on the entire surface including the optical waveguide, and exposing the substrate by removing the upper cladding layer and the lower cladding layer of the region where the first groove is formed.

또한, 상기 제 2 홈은 건식 식각, 습식 식각, 다이싱 톱 중 어느 하나를 사 용하여 형성할 수 있으며, 제 2 홈의 밑면은 제 1 홈에 배열되는 광섬유의 밑면보다 아래에 위치하도록 한다.In addition, the second groove may be formed using any one of dry etching, wet etching, and a dicing saw, and the bottom of the second groove may be positioned below the bottom of the optical fiber arranged in the first groove.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 제조방법은 기판을 준비하는 단계와, 기판 전면에 하부 클래드층을 형성하는 단계와, 하부 클래드층 위에 코어층을 형성하고 패터닝하여 소정 영역에 적어도 하나의 광도파로를 형성하는 단계와, 광도파로를 포함한 전면에 상부 클래드층을 형성하는 단계와, 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 광도파로에 대해 일직선상에 위치하는 영역의 상/부 클래드층을 1차 식각하여 기판을 노출시키고 노출된 기판을 소정 깊이로 2차 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계와, 제 1 홈과 광도파로의 경계면을 소정 깊이로 식각하여 제 2 홈을 형성하는 단계와, 제 1 홈에 광섬유를 배열시키고 광도파로에 광섬유를 접속시키는 단계로 이루어진다.In another embodiment, an optical device manufacturing method includes preparing a substrate, forming a lower clad layer on the entire surface of the substrate, and forming and patterning a core layer on the lower clad layer to form at least one region. Forming an optical waveguide of the optical waveguide, forming an upper cladding layer on the front surface including the optical waveguide, and using a mask having a predetermined pattern to form an upper / second cladding layer in a region located in a straight line with respect to the optical waveguide. Exposing the substrate by differential etching and second etching the exposed substrate to a predetermined depth to form a first groove, etching the interface between the first groove and the optical waveguide to a predetermined depth to form a second groove; Arranging the optical fiber in the first groove and connecting the optical fiber to the optical waveguide.

여기서, 제 1 홈을 형성하는 단계는 소정 패턴이 형성된 마스크를 준비하는 단계와, 마스크를 기판 상부에 정렬시키는 단계와, 마스크를 이용하여 광도파로에 대해 일직선상에 위치하는 영역의 상/하부 클래드층을 건식 식각하여 기판을 노출시키는 단계와, 마스크를 제거하고 상부 클래드층을 마스크로 노출된 기판을 소정 깊이로 습식 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계와, 제 1 홈 양측에 남아 있는 상/하부 클래드층을 제거하는 단계로 이루어진다.The forming of the first groove may include preparing a mask on which a predetermined pattern is formed, aligning the mask on the substrate, and using the mask, an upper / lower cladding of an area located in a straight line with respect to the optical waveguide. Dry etching the layer to expose the substrate; removing the mask; wet etching the substrate exposed by the upper clad layer with the mask to a predetermined depth to form a first groove; and remaining images on both sides of the first groove. Removing the lower clad layer.

이와 같이 제작되는 본 발명은 공정이 간단하고 대량 생산이 가능하므로 제조 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공정의 신뢰도가 개선된다.The present invention manufactured as described above is a simple process and can be mass-produced, not only can reduce manufacturing process time and process cost, but also improves process reliability.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention having the features as described above are as follows.

먼저, 본 발명의 개념은 광섬유 블록이 일체화된 광소자를 제작할 때, 복잡한 공정으로 인한 원가 상승의 문제를 해결하기 위하여 광섬유가 배열될 제 1 홈을 먼저 형성한 후에 광도파로를 형성하였으며, 광도파로와 광섬유 블록의 접속부를 건식 및 습식 식각이나 다이싱 톱(dicing saw)으로 하프 컷팅(half cutting)하여 제 2 홈을 형성하여 공정을 단순화하는데 있다.First, the concept of the present invention is to form an optical waveguide after first forming the first groove in which the optical fiber is arranged in order to solve the problem of cost increase due to a complicated process when fabricating an optical device in which the optical fiber block is integrated. The process of simplifying the process by forming a second groove by half-cutting the connection portion of the optical fiber block by dry and wet etching or a dicing saw.

제 1 실시예First embodiment

도 2a 내지 도 2j는 본 발명 제 1 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도이다.2A to 2J are process perspective views showing a manufacturing process of an optical device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(11) 위에 실리콘 나이트라이드 등으로 이루어진 마스크층(12)을 형성하고, 도 2b에 도시된 바와 같이 일반적인 포토리소그래피 공정 등을 사용하여 마스크층(12)을 패터닝하여 광섬유가 배열될 영역의 기판(11)을 노출시킨다.As shown in FIG. 2A, a mask layer 12 made of silicon nitride or the like is formed on the silicon substrate 11, and the mask layer 12 is formed using a general photolithography process or the like as shown in FIG. 2B. Patterning exposes the substrate 11 in the area where the optical fiber is to be arranged.

이어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 패터닝된 마스크층(12)을 마스크로 노출된 기판(11)을 습식 식각 공정으로 식각하여 제 1 홈(13)을 형성한 후에 마스크층(12)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the substrate 11 exposed using the patterned mask layer 12 as a mask is etched by a wet etching process to form the first groove 13, and then the mask layer 12 is removed. do.

여기서, 제 1 홈(13)은 상부의 폭이 넓고 하부의 폭이 좁은 V자 형태가 되도 록 형성한다.Here, the first groove 13 is formed to have a V-shape of the width of the upper portion and the narrow width of the lower portion.

그리고, 도 2d 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 제 1 홈(13)이 형성된 기판(11) 전면에 하부 클래드층(14) 및 코어층(15)을 순차적으로 형성한다.2D and 2E, the lower clad layer 14 and the core layer 15 are sequentially formed on the entire surface of the substrate 11 on which the first groove 13 is formed.

여기서, 하부 클래드층(14) 및 코어층(15)은 SiO2로 이루어지고, 두께는 각각 약 20㎛, 약 8㎛로 형성한다.Here, the lower clad layer 14 and the core layer 15 is made of SiO 2 , the thickness is formed of about 20㎛, about 8㎛ respectively.

이어, 도 2f에 도시된 바와 같이 코어층(15)을 패터닝하여 제 1 홈(13)으로부터 일직선상에 위치하는 영역에 광도파로(15a)를 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2F, the core layer 15 is patterned to form the optical waveguide 15a in a region located in a straight line from the first groove 13.

하부 클래드층(14)은 광이 전반사되도록 도와주는 역할을 하고, 광도파로(15a)는 광을 도파시키는 역할을 한다.The lower clad layer 14 serves to help the total reflection of light, and the optical waveguide 15a serves to guide the light.

그 다음 공정으로, 도 2g에 도시된 바와 같이 광도파로(15a)를 포함한 전면에 상부 클래드층(16)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2G, the upper cladding layer 16 is formed on the front surface including the optical waveguide 15a.

상부 클래드층(16) 역시, 하부 클래드층(14)과 마찬가지로 SiO2로 이루어지고, 두께는 약 20㎛로 형성하며, 광이 전반사되도록 도와주는 역할을 한다.Like the lower cladding layer 14, the upper cladding layer 16 is made of SiO 2 , has a thickness of about 20 μm, and serves to help total reflection of light.

이어, 도 2h에 도시된 바와 같이, 제 1 홈(13)이 형성된 영역의 상부 클래드층(16) 및 하부 클래드층(14)을 순차적으로 제거하여 기판(11)을 노출시킨다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2H, the upper clad layer 16 and the lower clad layer 14 of the region where the first groove 13 is formed are sequentially removed to expose the substrate 11.

이때, 상부 클래드층(16) 및 하부 클래드층(14)은 CxFy계와 CxCly계 등의 반응 가스를 이용하여 건식 식각 공정 및 HF 등의 습식 식각 공정으로 제거한다.At this time, the upper cladding layer 16 and the lower cladding layer 14 are removed by a dry etching process and a wet etching process such as HF using a reaction gas such as CxFy-based and CxCly-based.

이 공정단계에서, 광도파로(15a)와 광섬유가 배열될 광섬유 블록이 완성된다.In this process step, an optical fiber block on which the optical waveguide 15a and the optical fiber are arranged is completed.

그리고, 도 2i에 도시된 바와 같이 광도파로(15a)와 광섬유 블록의 접속 부분을 건식 및 습식 식각 또는 다이싱 톱(dicing saw)으로 하프 컷팅(half cutting)하여 제 2 홈을 형성한다.As shown in FIG. 2I, the connection portions of the optical waveguide 15a and the optical fiber block are half-cut by dry and wet etching or a dicing saw to form a second groove.

제 2 홈을 형성하는 이유는 광도파로의 중심과 광섬유의 중심이 원할하게 정렬되도록 하기 위함이다.The reason for forming the second groove is to make the center of the optical waveguide and the center of the optical fiber smoothly aligned.

마지막으로, 도 2j에 도시된 바와 같이 제 1 홈 위에 광섬유(20)를 정렬시키고, 광도파로(15a)에 광섬유(20)를 접속시킴으로써, 광섬유 어레이 블록이 일체화된 광소자를 제작 완료한다.Finally, as shown in FIG. 2J, the optical fiber 20 is aligned on the first groove and the optical fiber 20 is connected to the optical waveguide 15a, thereby completing the fabrication of the optical device in which the optical fiber array block is integrated.

제 2 실시예Second embodiment

도 3a 내지 도 3j는 본 발명 제 2 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도이다.3A to 3J are process perspective views illustrating a manufacturing process of an optical device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

본 발명 제 2 실시예는 본 발명 제 1 실시예에서 사용된 마스크층 대신에 마스크를 사용하여 기판을 건식 식각하는 점이 다르다.The second embodiment of the present invention differs in that the substrate is dry-etched using a mask instead of the mask layer used in the first embodiment of the present invention.

본 발명 제 2 실시예는 마스크를 이용하여 홈을 형성하므로 제 1 실시예보다 공정이 더 간단해지는 장점이 있다.Since the second embodiment of the present invention forms a groove using a mask, the process is simpler than that of the first embodiment.

도 3a에 도시된 바와 같이, 소정 패턴이 형성된 마스크(32)를 준비한 다음, 이 마스크(32)를 기판(31) 상부에 정렬시킨다.As shown in FIG. 3A, a mask 32 having a predetermined pattern is prepared, and then the mask 32 is aligned on the substrate 31.

이어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스크(32)를 이용하여 광섬유가 배열될 영역의 기판(31)을 소정 깊이로 건식 식각하여 제 1 홈(33)을 형성한 후에 도 3c에 도시된 바와 같이 마스크(32)를 제거한다.3B, after etching the substrate 31 in the region where the optical fiber is to be arrayed to a predetermined depth using the mask 32 to form the first groove 33, as shown in FIG. 3C. Similarly, the mask 32 is removed.

여기서, 제 1 홈(33)은 상부의 폭이 넓고 하부의 폭이 좁은 V자 형태가 되도록 형성한다.Here, the first groove 33 is formed to have a V-shape of a wide width of the upper portion and a narrow width of the lower portion.

이하의 공정은 상기 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the following steps are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

제 3 실시예Third embodiment

도 4a 내지 도 4h는 본 발명 제 3 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 보여주는 공정 사시도이다.4A to 4H are process perspective views illustrating a manufacturing process of an optical device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

본 발명 제 3 실시예는 본 발명 제 2 실시예와 같이 마스크를 사용하지만 홈을 먼저 형성하지 않고 나중에 형성한다는 점이 다르다.The third embodiment of the present invention uses the mask as in the second embodiment of the present invention, except that the grooves are formed later without first forming the grooves.

본 발명 제 3 실시예는 하나의 마스크로 일괄 식각하여 홈을 형성하므로 제 1, 제 2 실시예보다 공정이 더 간단해지는 장점이 있다.Since the third embodiment of the present invention forms a groove by collectively etching with one mask, the process is simpler than the first and second embodiments.

도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(51) 전면에 하부 클래드층(54) 및 코어층(55)을 순차적으로 형성하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 코어층(55)을 패터닝하여 소정 영역에 광도파로(55a)를 형성한다.As shown in FIG. 4A, the lower clad layer 54 and the core layer 55 are sequentially formed on the entire surface of the substrate 51, and the core layer 55 is patterned as shown in FIG. 4B to form a predetermined region. The optical waveguide 55a is formed.

그 다음 공정으로, 도 4c에 도시된 바와 같이 광도파로(55a)를 포함한 전면에 상부 클래드층(56)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, the upper cladding layer 56 is formed on the entire surface including the optical waveguide 55a.

그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 소정 패턴이 형성된 마스크(52)를 준비한 다음, 이 마스크(52)를 기판(51) 상부에 정렬시킨다.As shown in FIG. 4D, a mask 52 having a predetermined pattern is prepared, and then the mask 52 is aligned on the substrate 51.

이어, 도 4e에 도시된 바와 같이, 마스크(52)를 이용하여 광도파로(55a)에 대해 일직선상에 위치하는 영역의 상/하부 클래드층(56,54)을 건식 식각하여 광섬 유가 배열될 영역의 기판(51)을 노출시킨 다음, 마스크(52)를 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 4E, a region 52 where the optical fibers are arranged by dry etching the upper and lower clad layers 56 and 54 of the region located in a straight line with respect to the optical waveguide 55a using the mask 52. After exposing the substrate 51, the mask 52 is removed.

다음으로, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상부 클래드층(56)을 마스크로 노출된 기판(51)을 소정 깊이로 습식 식각하여 제 1 홈(53)을 형성하고, 제 1 홈(53) 양측에 남아 있는 상/하부 클래드층(56,54)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 4F, the substrate 51 exposed by the upper clad layer 56 as a mask is wet-etched to a predetermined depth to form first grooves 53, and both sides of the first grooves 53 are formed. The upper and lower cladding layers 56 and 54 remaining on the substrate are removed.

그리고, 도 4g에 도시된 바와 같이 광도파로(55a)와 광섬유 블록의 접속 부분을 건식 및 습식 식각 또는 다이싱 톱(dicing saw)으로 하프 컷팅(half cutting)하여 제 2 홈을 형성한다.As shown in FIG. 4G, the connection portions of the optical waveguide 55a and the optical fiber block are half-cut by dry and wet etching or a dicing saw to form a second groove.

마지막으로, 도 4h에 도시된 바와 같이 제 1 홈 위에 광섬유(60)를 정렬시키고, 광도파로(55a)에 광섬유(60)를 접속시킴으로써, 광섬유 어레이 블록이 일체화된 광소자를 제작 완료한다.Finally, as shown in FIG. 4H, the optical fiber 60 is aligned on the first groove and the optical fiber 60 is connected to the optical waveguide 55a, thereby completing the fabrication of the optical device in which the optical fiber array block is integrated.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 실리콘 기판을 사용하여 광소자를 제작하는 방법을 보여주었지만, 본 발명은 GaAs, InP 등과 같은 화합물 반도체 기판을 사용하여 제작할 수도 있어 그 분야가 광범위하다.As described above, although the embodiment of the present invention shows a method of fabricating an optical device using a silicon substrate, the present invention can be manufactured using a compound semiconductor substrate such as GaAs, InP, etc., and thus the field is extensive.

이와 같이 제작되는 본 발명은 기존의 제조 방법에 비해 공정이 간단하고 대량 생산이 가능하므로 제조 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공정의 신뢰도가 개선된다.The present invention manufactured as described above is simpler than the conventional manufacturing method and can be mass-produced, thereby reducing manufacturing process time and process cost as well as improving process reliability.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 광섬유가 배열된 광섬유 블록을 갖는 광소자 제조를 위해,For manufacturing an optical device having an optical fiber block in which the optical fiber is arranged, 기판을 준비하는 단계;Preparing a substrate; 상기 기판 표면 중 상기 광섬유가 배열될 영역을 소정 깊이로 식각하여 적어도 하나의 제 1 홈을 형성하는 단계;Forming at least one first groove by etching a region of the substrate surface on which the optical fiber is to be arranged to a predetermined depth; 상기 대응하는 제 1 홈으로부터 일직선상에 위치하도록 상기 기판 위에 적어도 하나의 광도파로를 형성하는 단계;Forming at least one optical waveguide over the substrate such that it is located in a straight line from the corresponding first groove; 상기 제 1 홈과 광도파로의 경계면을 소정 깊이로 식각하여 제 2 홈을 형성하는 단계; 그리고,Forming a second groove by etching the interface between the first groove and the optical waveguide to a predetermined depth; And, 상기 제 1 홈에 상기 광섬유를 배열시키고, 상기 광도파로에 상기 광섬유를 접속시키는 단계로 이루어진 광소자 제조방법에 있어서, In the optical device manufacturing method comprising the step of arranging the optical fiber in the first groove, and connecting the optical fiber to the optical waveguide, 상기 제 1 홈을 형성하는 단계는Forming the first groove is 소정의 패턴이 형성된 마스크를 준비하는 단계;Preparing a mask on which a predetermined pattern is formed; 상기 마스크를 상기 기판 상부에 정렬시키는 단계;Aligning the mask over the substrate; 상기 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 광섬유가 배열될 영역의 기판을 소정 깊이로 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계;Etching a substrate in a region where the optical fiber is to be arranged to a predetermined depth by using the mask on which the pattern is formed to form a first groove; 상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.Optical device manufacturing method comprising the step of removing the mask. 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 광도파로를 형성하는 단계는The method of claim 5, wherein forming the optical waveguide 상기 기판 전면에 하부 클래드층을 형성하는 단계;Forming a lower clad layer on the entire surface of the substrate; 상기 하부 클래드층 위에 코어층을 형성하고 패터닝하여 상기 제 1 홈으로부터 일직선상에 위치하는 영역에 광도파로를 형성하는 단계;Forming and patterning a core layer on the lower clad layer to form an optical waveguide in a region located in a straight line from the first groove; 상기 광도파로를 포함한 전면에 상부 클래드층을 형성하는 단계;Forming an upper clad layer on the entire surface including the optical waveguide; 상기 제 1 홈이 형성된 영역의 상부 클래드층 및 하부 클래드층을 제거하여 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.And removing the upper cladding layer and the lower cladding layer of the region in which the first groove is formed to expose the substrate. 제5항에 있어서, 상기 제 2 홈은 건식 식각, 습식 식각 또는 다이싱 톱 중 어느 하나를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.The method of claim 5, wherein the second groove is formed using any one of dry etching, wet etching, and a dicing saw. 삭제delete 광섬유가 배열된 광섬유 블록을 갖는 광소자 제조방법에 있어서,In the optical device manufacturing method having an optical fiber block in which the optical fiber is arranged, 기판을 준비하는 단계;Preparing a substrate; 상기 기판 전면에 하부 클래드층을 형성하는 단계;Forming a lower clad layer on the entire surface of the substrate; 상기 하부 클래드층 위에 코어층을 형성하고 패터닝하여 소정 영역에 적어도 하나의 광도파로를 형성하는 단계;Forming and patterning a core layer on the lower clad layer to form at least one optical waveguide in a predetermined region; 상기 광도파로를 포함한 전면에 상부 클래드층을 형성하는 단계;Forming an upper clad layer on the entire surface including the optical waveguide; 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 광도파로에 대해 일직선상에 위치하는 영역의 상/하부 클래드층을 1차 식각하여 상기 기판을 노출시키고, 상기 노출된 기판을 소정 깊이로 2차 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계;The substrate is exposed by first etching an upper / lower cladding layer of a region located in a straight line with respect to the optical waveguide using a mask having a predetermined pattern, and the second substrate is secondly etched to a predetermined depth. Forming a groove; 상기 제 1 홈과 광도파로의 경계면에 제 2 홈을 형성하는 단계; 그리고,Forming a second groove at an interface between the first groove and the optical waveguide; And, 상기 제 1 홈에 상기 광섬유를 배열시키고, 상기 광도파로에 상기 광섬유를 접속시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.Arranging the optical fiber in the first groove and connecting the optical fiber to the optical waveguide. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 홈을 형성하는 단계는The method of claim 10, wherein forming the first groove 소정 패턴이 형성된 마스크를 준비하는 단계;Preparing a mask on which a predetermined pattern is formed; 상기 마스크를 상기 기판 상부에 정렬시키는 단계;Aligning the mask over the substrate; 상기 마스크를 이용하여 상기 광도파로에 대해 일직선상에 위치하는 영역의 상/하부 클래드층을 건식 식각하여 상기 기판을 노출시키는 단계;Exposing the substrate by dry etching an upper / lower clad layer of a region located in a straight line with respect to the optical waveguide using the mask; 상기 마스크를 제거하고, 상기 노출된 기판부분을 소정 깊이로 습식 식각하여 제 1 홈을 형성하는 단계;Removing the mask and wet etching the exposed substrate portion to a predetermined depth to form a first groove; 상기 제 1 홈 양측에 남아 있는 상/하부 클래드층을 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.Removing the upper and lower cladding layer remaining on both sides of the first groove. 삭제delete 제 10 항 또는 제 11항에 있어서, 상기 제 2 홈은 건식 식각, 습식 식각 또는 다이싱 톱 중 어느 하나를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the second groove is formed using any one of dry etching, wet etching, and a dicing saw. 삭제delete
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