KR0183118B1 - Process of producing optical elements - Google Patents
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Abstract
광도파로 소자의 측면 연마를 기판을 이용하여 다수의 광도파로 소자를 일괄공정으로 형성한 후에 실시함으로써 양산에 적합한 광부품의 제조방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 금속 전극을 구비하는 광소자와 광섬유를 접속하여 마련되는 광부품의 제조방법에 있어서, 상기 접속은 상기 금속 전극을 형성한 다음 상기 광소자의 측면을 연마한 후 수행한다. 본 발명에 의하면, 광도파로 소자의 측면연마를 각종 박막 및 금속전극 형성 이후에 실시함으로써 광전소자의 제조공정을 단순화해주며, 복잡한 광학정렬(optical alignment)에 소요되는 시간과 경비를 절감시켜 생산성 증대를 기할 수 있다.Disclosed is a method of manufacturing an optical component suitable for mass production by performing side polishing of an optical waveguide element after forming a plurality of optical waveguide elements in a batch process using a substrate. The present invention provides a method for manufacturing an optical component provided by connecting an optical element with a metal electrode and an optical fiber, wherein the connection is performed after forming the metal electrode and then polishing the side surface of the optical element. According to the present invention, lateral polishing of the optical waveguide device is performed after the formation of various thin films and metal electrodes, thereby simplifying the manufacturing process of the optoelectronic device, and increasing productivity by reducing the time and cost required for complicated optical alignment. Can be written.
Description
제1a도는 종래의 채널형 광도파로 소자의 평면도이다.1A is a plan view of a conventional channel type optical waveguide device.
제1b도는 상기 제1a도의 A-A'에 따른 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1A.
제2도는 상기 제1a도의 광도파로 소자와 광섬유의 접속관계를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the connection relationship between the optical waveguide element and the optical fiber of FIG.
제3a도는 종래 기술에 의한 광도파로 형성 직후의 광도파로 소자의 측면을 설명하기 위하여 도시한 평면도이다.FIG. 3A is a plan view showing the side surface of the optical waveguide device immediately after formation of the optical waveguide according to the prior art.
제3b도는 상기 제3a도의 A-A'에 따른 단면도이다.3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3A.
제4a도 및 제4b도는 광도파로 소자의 측면의 연마상태에 따라 광신호의 전송효율의 변화를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.4A and 4B are diagrams for explaining the change of the transmission efficiency of the optical signal according to the polishing state of the side surface of the optical waveguide element.
제5도는 종래의 광도파로상에 금속 전극을 형성한 광도파로 소자를 도시한 도면이다.5 is a view showing an optical waveguide device in which a metal electrode is formed on a conventional optical waveguide.
제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 의한 광소자의 제조방법의 제1실시예를 도시한 도면들이다.6A to 6D are diagrams showing a first embodiment of the manufacturing method of the optical device according to the present invention.
제7도는 본 발명에 의한 광소자와 광섬유의 접속을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.7 is a view for explaining the connection of the optical element and the optical fiber according to the present invention.
제8도는 본 발명에 의한 광도파로 소자의 대량생산을 위한 일괄공정(batch processing)의 일예를 보여주는 웨이퍼의 평면도이다.8 is a plan view of a wafer showing one example of a batch processing for mass production of an optical waveguide device according to the present invention.
제9도는 본 발명에 의한 개별소자의 표면에 다수의 표면 실장부품을 장착시킨 상태를 보여주는 웨이퍼의 평면도이다.9 is a plan view of a wafer showing a state in which a plurality of surface mounting components are mounted on a surface of an individual device according to the present invention.
본 발명은 광부품의 제조방법에 관한 것으로, 특히 광도파로 소자의 측면 연마를 기판을 이용하여 다수의 광도파로 소자를 일괄공정으로 형성한후에 실시함으로써 양산에 적합한 광부품의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical component, and more particularly, to a method for manufacturing an optical component suitable for mass production by performing side polishing of an optical waveguide element after forming a plurality of optical waveguide elements in a batch process using a substrate.
일반적으로, 광섬유를 이용한 광통신에 사용되는 광소자는 그 기본으로 광도파로를 갖는 광도파로 소자를 사용하고 있다. 상기 광도파로는 광학기판에 불순물을 열확산 또는 이온주입을 통하여 형성하며, 마이크론 단위의 육안식별이 대단히 어려운 미세구조를 가지고 있다. 상기 광소자는 외부로부터 광신호를 받거나 외부의 다른 곳으로 광신호를 전송해야 하며 이때 광섬유를 가장 많이 이용한다. 따라서, 상기 광신호를 상기 광섬유를 통해 전송하기 위하여는 광소자의 입출력 부위와 광섬유와의 접속이 필요하다. 통상 상기 광소자의 입출력 부위와 광섬유와의 접속방법을 파이버 피그테일링(fiber pigtailing)이라 부른다.In general, an optical element used for optical communication using an optical fiber uses an optical waveguide element having an optical waveguide as a basic. The optical waveguide forms impurities on the optical substrate through thermal diffusion or ion implantation, and has a microstructure in which microscopic identification of the micron unit is very difficult. The optical device needs to receive an optical signal from the outside or transmit the optical signal to another place outside, where the optical fiber is most used. Therefore, in order to transmit the optical signal through the optical fiber, it is necessary to connect the input / output part of the optical element with the optical fiber. Usually, the method of connecting the input / output part of the optical element and the optical fiber is called fiber pigtailing.
먼저, 제1a도 및 제1b도 참조하여 상기 광도파로 소자의 구조를 설명한다.First, the structure of the optical waveguide device will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.
제1a도는 종래의 채널형 광도파로 소자의 평면도이고, 제1b도는 상기 제1a도의 a-a' 에 따른 단면도이다.FIG. 1A is a plan view of a conventional channel type optical waveguide device, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line a-a 'in FIG. 1A.
제1a도 및 제1b도를 참조하면, 참조번호 1은 광학 기판을 나타내며, 참조번호 2는 광학 기판(1)에 불순물을 선택적으로 주입 또는 확산시켜 형성하는 채널형의 광도파로를 나타낸다. 또한, 참조 부호 d는 약 3∼10㎛의 값을 갖는 광도파로(2)의 깊이를 나타내며, 참조 부호 t는 통상 0.5∼2㎛를 갖는 광학기판(1)의 두께를 나타낸다.1A and 1B, reference numeral 1 denotes an optical substrate, and reference numeral 2 denotes a channel type optical waveguide formed by selectively injecting or diffusing impurities into the optical substrate 1. Further, reference numeral d denotes the depth of the optical waveguide 2 having a value of about 3 to 10 mu m, and reference character t denotes the thickness of the optical substrate 1 which usually has 0.5 to 2 mu m.
다음에, 제2도를 참조하여 광소자와 광섬유의 접속 방법을 설명한다.Next, the connection method of an optical element and an optical fiber is demonstrated with reference to FIG.
제2도는 상기 제1a도의 광도파로 소자와 광섬유의 접속관계를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the connection relationship between the optical waveguide element and the optical fiber of FIG.
제2도에서, a부분은 광도파로 소자를 나타내며, b부분은 광섬유를 나타낸다. 또한, 참조 번호 3은 광섬유의 클래드층을 나타내며, 참조 번호 4는 광섬유의 코아층을 나타낸다.In FIG. 2, part a represents an optical waveguide element and part b represents an optical fiber. Further, reference numeral 3 denotes a cladding layer of the optical fiber, and reference numeral 4 denotes a core layer of the optical fiber.
특히, 상기 광도파로 소자(a부분)와 광섬유(b부분)의 접속은 광도파로 소자의 채널(2)과 광섬유의 코어(4)가 광학적으로 정확히 정렬(alignment)된 상태에서 이루어져야 효율적인 광신호의 송수신이 가능해진다. 광신호 전송 효율은 광도파로(2)의 측면(5)과 광섬유의 단면(6)의 평탄도에 크게 영향을 받으며, 이 평탄도를 좋게하기 위하여 광학적 연마과정을 필요로 하게 된다. 상기 평탄도를 좋게하기 위하여 광섬유의 경우에는 절단기기를 사용하거나 광섬유 단면 연마기를 사용하며, 광도파로 소자의 경우에는 복잡한 측면(5)의 연마과정을 거친다.In particular, the optical waveguide element (a part) and the optical fiber (b part) are connected to each other in a state where the optical waveguide element channel (2) and the optical fiber core (4) are aligned precisely. Sending and receiving is possible. The optical signal transmission efficiency is greatly influenced by the flatness of the side surface 5 of the optical waveguide 2 and the end face 6 of the optical fiber, and an optical polishing process is required to improve the flatness. In order to improve the flatness of the optical fiber, a cutter or an optical fiber cross-section polisher is used, and in the case of an optical waveguide device, the complex side 5 is polished.
제3a도는 종래 기술에 의한 광도파로 형성 직후의 광도파로 소자의 측면을 설명하기 위하여 도시한 평면도이고, 제3b도는 상기 제3a도의 A-A'에 따른 단면도이다. 제3a도 및 제3b도에서, 제2도와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.FIG. 3A is a plan view showing the side surface of the optical waveguide device immediately after formation of the optical waveguide according to the prior art, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 3A. 3A and 3B, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same members.
구체적으로, 제3a도 및 제3b도에 도시한 바와 같이 광도파로(2) 형성직후의 측면(5)상태는 상당히 불규칙하고 거친면을 나타낸다.Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the state of the side surface 5 immediately after the formation of the optical waveguide 2 exhibits a fairly irregular and rough surface.
제4a도 및 제4b도는 광도파로 소자의 측면의 연마상태에 따라 광신호의 전송효율의 변화를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 제4a도 및 제4b도에서 제2도와 동일한 참조번호 및 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 구체적으로, 상기 제4a도는 각각 광도파로 소자(a) 및 광섬유(b)의 측면(5, 6) 연마가 잘 안된 상태를 도시한 도면이고, 제4b도는 광도파로 소자(a) 및 광섬유(b)의 측면 연마(5a, 6b)가 잘된 상태를 도시한 도면이다.4A and 4B are diagrams for explaining the change of the transmission efficiency of the optical signal according to the polishing state of the side surface of the optical waveguide element. In Figs. 4A and 4B, the same reference numerals and reference numerals denote the same members in Fig. 2. Specifically, FIG. 4A is a view illustrating a state in which the side surfaces 5 and 6 of the optical waveguide device a and the optical fiber b are not polished, and FIG. 4B is the optical waveguide device a and the optical fiber b. The figure which shows the state with which side grinding | polishing 5a, 6b of () was performed well.
특히, 광도파로 소자의 측면(5)의 연마상태가 좋지 못한 상태의 광신호(20)는 제4a도에 도시한 바와 같이 측면(edge)에서 심한 불규칙 산란으로 인하여 광섬유의 코어(4)와의 신호전달이 어렵게 된다. 이와 반대로 광도파로 소자의 측면(5a)의 연마상태가 잘된 경우 제4b도에 도시한 바와 같이 효율적인 광신호 전달이 가능하다. 따라서, 상기 광신호의 전송효율을 향상시키기 위하여 광도파로 소자의 측면을 반드시 연마해야 한다.In particular, the optical signal 20 in a poor polishing state of the side surface 5 of the optical waveguide element has a signal with the core 4 of the optical fiber due to severe irregular scattering at the edge as shown in FIG. 4A. It becomes difficult to deliver. On the contrary, when the polished state of the side surface 5a of the optical waveguide element is good, as shown in FIG. 4B, efficient optical signal transmission is possible. Therefore, in order to improve the transmission efficiency of the optical signal, the side surface of the optical waveguide device must be polished.
한편, 일반적인 광소자는 광전효과를 이용하므로 광도파로 형성 및 측면연마 후에 금속 전극을 형성해야 하는데 이를 제5도를 참조하여 설명한다.On the other hand, since a general optical device uses a photoelectric effect, a metal electrode should be formed after optical waveguide formation and side polishing, which will be described with reference to FIG. 5.
제5도는 종래의 광도파로상에 금속 전극을 형성한 광도파로 소자를 도시한 도면이다.5 is a view showing an optical waveguide device in which a metal electrode is formed on a conventional optical waveguide.
제5도에서, 기판(1)상에 광도파로(2)가 형성되어 있고, 그 위에 금속전극(7)이 형성되어 있으며, 광도파로 소자의 측면(5a)은 균일하게 되어 있다. 그런데, 종래의 광도파로 소자는 측면연마후 금속전극(9)을 형성한다.In FIG. 5, an optical waveguide 2 is formed on the substrate 1, a metal electrode 7 is formed thereon, and the side surface 5a of the optical waveguide element is uniform. However, the conventional optical waveguide device forms the metal electrode 9 after the side polishing.
이렇게 종래의 광도파로 소자는 후공정의 광섬유와의 결합을 위한 측면연마(edge polishing)공정이 광도파로 형성직후에 이루어지므로 연마공정이후부터는 개별 소자별로 각각 공정작업이 수행될 수 밖에 없어 대량생산을 위한 일괄 공정처리(batch process)가 불가능한 단점이 있다.In the conventional optical waveguide device, since the edge polishing process for the coupling with the optical fiber of the post process is performed immediately after the optical waveguide is formed, the process is performed individually for each individual element after the polishing process. There is a disadvantage that a batch process is not possible.
따라서 본 발명의 목적은 일괄처리 공정이 가능하여 광소자의 생산성 및 수율향상을 꾀하고 복잡한 광학정렬(optical alignment)에 소요되는 시간과 제조단가를 절감시킬 수 있는 광부품의 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of an optical component that can be processed in a batch process to improve the productivity and yield of the optical device, and to reduce the time and manufacturing cost required for complex optical alignment. .
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금속 전극을 구비하는 광소자와 광섬유를 접속하여 마련되는 광부품의 제조방법에 있어서, 상기 접속은 상기 금속 전극을 형성한 다음 상기 광소자의 측면을 연마한 후 수행하는 것을 특징으로 하는 광부품의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an optical component provided by connecting an optical device having a metal electrode and an optical fiber, wherein the connection is performed after forming the metal electrode and then polishing the side surface of the optical device. It provides a method for manufacturing an optical component, characterized in that.
상기 광소자는 광도파로 소자, 광변조기, 광결합기 및 광집적회로 소자중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 접속은 광섬유와 광소자의 접착면에 접착제를 사용하여 수행한다.The optical element is any one selected from an optical waveguide element, an optical modulator, an optical coupler, and an optical integrated circuit element, and the connection is performed by using an adhesive on the adhesive surface of the optical fiber and the optical element.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 일부분에 광도파로를 형성하는 단계; 상기 광도파로 및 기판상에 제1금속층을 형성하는 단계; 상기 제1금속층상의 일부에 제2금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 광도파로를 갖는 기판 및 상기 제1금속층의 측면을 연마하여 광도파로 소자를 제조하는 단계; 및 상기 측면이 연마된 광도파로 소자와 광섬유를 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 광부품의 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the invention, forming an optical waveguide in a portion of the substrate; Forming a first metal layer on the optical waveguide and the substrate; Forming a second metal pattern on a portion of the first metal layer; Manufacturing an optical waveguide device by polishing a substrate having the optical waveguide and side surfaces of the first metal layer; And connecting the optical waveguide device having the polished side surface to an optical fiber.
상기 광도파로 형성하는 단계후에 완충용 박막을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며, 상기 제1금속층의 두께를 상기 광도파로의 깊이보다 작게 형성한다.The method may further include forming a buffer thin film after forming the optical waveguide, and forming a thickness of the first metal layer smaller than a depth of the optical waveguide.
또한, 상기 기판은 LiNbO3, LiTaO3, GaAs, InP 및 유리중에서 선택된 어느 하나의 기판재료로 이루어지며, 상기 기판재료에는 선택적으로 불순물을 첨가할 수도 있다.In addition, the substrate is made of any one of the substrate material selected from LiNbO 3 , LiTaO 3 , GaAs, InP, and glass, it is also possible to selectively add impurities to the substrate material.
또한, 상기 광도파로를 형성하는 단계후에 유전체, 도체 및 유전체를 순차적으로 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며, 상기 광도파로 소자를 제조하는 단계전에 표면실장용 부품을 더 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.The method may further include sequentially forming a dielectric, a conductor, and a dielectric after the forming of the optical waveguide, and further comprising forming a surface mount component before the manufacturing of the optical waveguide device. It may be.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판의 일부분에 광도파로를 형성하는 단계; 상기 광도파 및 상기 기판상에 제1금속층을 형성하는 단계; 상기 제1금속층상의 일부에 제2금속 패턴 및 접속용 보조블럭을 각각 형성하는 단계; 상기 광도파로를 갖는 기판, 상기 제1금속층 및 상기 접속용 보조블럭의 측면을 연마하여 광소자를 제조하는 단계; 및 상기 측면이 연마된 광소자와 광섬유를 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 광부품의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the invention, forming an optical waveguide in a portion of the substrate; Forming a first metal layer on the optical waveguide and the substrate; Forming a second metal pattern and a connection auxiliary block on a portion of the first metal layer, respectively; Manufacturing an optical device by polishing a side surface of the substrate having the optical waveguide, the first metal layer, and the connection auxiliary block; And connecting the optical device with the polished side surface to the optical fiber.
상기 제1금속층을 형성하는 단계후에 완충용 박막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 광도파로를 형성하는 단계후에 유전체, 도체 및 유전체를 순차적으로 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다The method may further include forming a buffer thin film after forming the first metal layer, and may further include sequentially forming a dielectric, a conductor, and a dielectric after the forming of the optical waveguide.
또한, 상기 광도파로 소자를 제조하는 단계전에 표면실장용 부품을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며, 상기 접속용 보조블럭은 접착제를 사용하여 상기 금속층상에 형성한다.The method may further include forming a surface mounting component before manufacturing the optical waveguide device, and the connection auxiliary block is formed on the metal layer using an adhesive.
본 발명에 의하면, 광도파로 소자의 측면연마를 각종 박막 및 금속전극 형성 이후에 실시함으로써 광전소자의 제조공정을 단순화해주며, 복잡한 광학정렬(optical alignment)에 소요되는 시간과 경비를 절감시켜 생산성 증대를 기할 수 있다.According to the present invention, lateral polishing of the optical waveguide device is performed after the formation of various thin films and metal electrodes, thereby simplifying the manufacturing process of the optoelectronic device, and increasing productivity by reducing the time and cost required for complicated optical alignment. Can be written.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 본 발명에 의한 광소자의 제조방법을 설명한다.First, the manufacturing method of the optical element by this invention is demonstrated.
[실시예 1]Example 1
제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 의한 광소자의 제조방법의 제1실시예를 도시한 도면들이다.6A to 6D are diagrams showing a first embodiment of the manufacturing method of the optical device according to the present invention.
제6a도는 기판상에 광도파로를 형성하는 단계를 나타낸다.6A shows the step of forming an optical waveguide on a substrate.
구체적으로, 기판(41)상에 광도파로(42)를 형성한다. 상기 기판(41)은 LiNbO3, LiTaO3, GaAs, InP 및 유리중에서 선택된 어느 하나의 기판재료를 사용하며, 상기 기판재료에는 선택적으로 불순물이 첨가할 수도 있다. 또한, 상기 광도파로(42)는 상기 기판에 불순물을 열확산 또는 이온주입을 통하여 형성하며, 상기 기판의 측면(45)은 불균일한 거친 상태로 마련된다.Specifically, the optical waveguide 42 is formed on the substrate 41. The substrate 41 uses any one substrate material selected from LiNbO 3, LiTaO 3, GaAs, InP, and glass, and impurities may be selectively added to the substrate material. In addition, the optical waveguide 42 forms impurities in the substrate through thermal diffusion or ion implantation, and the side surface 45 of the substrate is provided in an uneven rough state.
제6b도는 광도파로상에 제1금속층 및 제2금속 패턴을 형성하는 단계를 나타낸다.FIG. 6B shows forming the first metal layer and the second metal pattern on the optical waveguide.
구체적으로, 상기 광도파로(42)의 깊이보다 1/5∼1/20정도로 얇은 제1금속층(52)을 형성한다. 이어서, 제1금속층(52)상의 일부에 제2금속 패턴(53)을 형성하며, 제6a도와 마찬가지로 상기 기판의 측면(45)은 불균일한 거친 상태가 지속된다. 상기 제2금속 패턴(53)은 금속 전극이나 배선용으로 사용된다.Specifically, the first metal layer 52 thinner than about 1/5 to 1/20 of the depth of the optical waveguide 42 is formed. Subsequently, a second metal pattern 53 is formed on a portion of the first metal layer 52, and the side surface 45 of the substrate continues in an uneven rough state as in FIG. 6A. The second metal pattern 53 is used for metal electrodes or wiring.
제6c도는 상기 제1금속층(52)상의 일부에 보조블럭을 형성하는 단계를 나타낸다.6C illustrates a step of forming an auxiliary block on a portion of the first metal layer 52.
구체적으로, 제1금속층상(52)의 국소부위에 광섬유접속을 위한 연마용 보조블럭(51)을 접착제로(55) 고정시킨다. 이때 기판의 측면(45)과 보조블럭의 측면(54)은 톱으로 절단하여 마련된 거친표면 상태를 그대로 유지한다. 상기 보조블럭(51)은 광소자의 측면 연마용으로 사용되며, 후공정의 광섬유와의 접속용으로도 사용된다.Specifically, the polishing auxiliary block 51 for connecting the optical fiber to the localized portion of the first metal layer 52 is fixed with an adhesive 55. At this time, the side surface 45 of the substrate and the side surface 54 of the auxiliary block are cut by the saw to maintain the rough surface state. The auxiliary block 51 is used for polishing the side of the optical element, and also used for connection to the optical fiber in a later process.
제6d도는 광도파로를 갖는 기판 및 제1금속층의 측면을 연마하는 단계를 나타낸다.FIG. 6D shows the polishing of the side surfaces of the first metal layer and the substrate having the optical waveguide.
구체적으로, 보조블럭(54)이 접착된 상태에서 광도파로를 갖는 기판의 측면(45), 보조블럭(51)의 측면(54)를 동시에 연마하여 광소자를 완성한다.Specifically, in the state in which the auxiliary block 54 is bonded, the side surface 45 of the substrate having the optical waveguide and the side surface 54 of the auxiliary block 51 are simultaneously polished to complete the optical device.
[실시예 2]Example 2
본 발명에 의한 광소자 제조방법의 제2실시예는 상기 제1실시예의 보조블럭을 사용하지 않고 광소자를 완성하는 것을 제외하고는 동일하다.The second embodiment of the optical device manufacturing method according to the present invention is the same except that the optical device is completed without using the auxiliary block of the first embodiment.
구체적으로, 상기 제1실시예의 제6a도 및 제6b도의 공정을 진행한다. 이어서, 상기 광도파로를 갖는 기판 및 제1금속층의 측면을 연마하여 광소자를 완성한다.Specifically, the processes of FIGS. 6A and 6B of the first embodiment are performed. Subsequently, the side surface of the substrate having the optical waveguide and the first metal layer is polished to complete the optical device.
[실시예 3]Example 3
본 발명에 의한 광소자 제조방법의 제3실시예는 상기 광도파로를 형성하는 단계후에 완충용 박막을 형성하는 것을 제외하고는 상기 제1실시예 및 제2실시예와 동일하다.The third embodiment of the optical device manufacturing method according to the present invention is the same as the first and second embodiments except that the buffer thin film is formed after the step of forming the optical waveguide.
구체적으로, 상기 제1실시예의 제6a도의 단계를 실시한다. 이어서, 광도파로상에 완충용 박막, 예컨데 산화막을 약 1000Å∼10㎛ 이내에서 광도파로 소자에 맞추어 형성한후 제1금속층을 형성한다. 다음에, 상기 제1금속층의 일부에 제2금속 패턴을 형성한후, 상기 제1실시예와 제2실시예의 공정단계를 동일하게 실시하여 광소자를 완성한다.Specifically, the steps of FIG. 6A of the first embodiment are carried out. Subsequently, a buffer thin film, for example, an oxide film, is formed on the optical waveguide in accordance with the optical waveguide device within about 1000 m to 10 m, and then the first metal layer is formed. Next, after the second metal pattern is formed on a part of the first metal layer, the process steps of the first and second embodiments are performed in the same manner to complete the optical device.
[실시예 4]Example 4
본 발명에 의한 광소자 제조방법의 제4실시예는 상기 광도파로를 형성하는 단계후에 유전체, 도체 및 유전체를 순차적으로 형성하는 것을 제외하고는 상기 제1실시예 내지 제3실시예와 동일하다.The fourth embodiment of the optical device manufacturing method according to the present invention is the same as the first to third embodiments except for sequentially forming a dielectric, a conductor and a dielectric after the step of forming the optical waveguide.
구체적으로, 상기 제1실시예의 제6a도의 단계를 실시한다. 이어서, 광도파로상에 유전체, 도체 및 유전체를 순차적으로 형성한다. 상기 유전체는 산화막, 질화막 및 산화 탄탈륨막등으로 형성어하며, 상기 도체는 금속이나 금속 화합물로 형성한다. 이어서, 상기 유전체상에 제1금속층을 단독으로 형성한다. 다음에, 상기 제1금속층상의 일부에 제2금속 패턴을 형성한후, 상기 제1실시예 및 제2실시예의 공정단계를 동일하게 실시하여 광소자를 완성한다.Specifically, the steps of FIG. 6A of the first embodiment are carried out. Subsequently, a dielectric, a conductor, and a dielectric are sequentially formed on the optical waveguide. The dielectric is formed of an oxide film, a nitride film, a tantalum oxide film, or the like, and the conductor is formed of a metal or a metal compound. Subsequently, a first metal layer is formed on the dielectric alone. Next, after the second metal pattern is formed on a part of the first metal layer, the process steps of the first and second embodiments are performed in the same manner to complete the optical device.
본 발명에 의한 제1실시예 내지 제4실시예에 의한 광소자의 제조방법은 금속 전극 또는 배선용의 제2금속 패턴을 형성하기 위하여 보조블럭을 제거하지 않아도 된다. 또한, 후공정의 광섬유와의 접속(pigtailing)시 접속용의 보조블럭으로 인하여 넓은 접촉면을 제공해 줄 수 있는 장점이 있다.The manufacturing method of the optical device according to the first to fourth embodiments of the present invention does not need to remove the auxiliary block in order to form the metal electrode or the second metal pattern for wiring. In addition, there is an advantage that can provide a wide contact surface due to the auxiliary block for the connection during the connection (pigtailing) with the optical fiber in the post-process.
다음에, 본 발명의 제1실시예에 의한 광소자와 광섬유와의 접속관계를 설명한다.Next, the connection relationship between the optical element and the optical fiber according to the first embodiment of the present invention will be described.
제7도는 본 발명에 의한 광소자와 광섬유의 접속을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 구체적으로, c부분은 광도파로 소자를 나타내며, d부분은 광섬유를 나타낸다. 또한, 참조 번호 43은 광섬유의 클래드층을 나타내며, 참조 번호 44는 광섬유의 코아층을 나타낸다.7 is a view for explaining the connection of the optical element and the optical fiber according to the present invention. Specifically, part c represents an optical waveguide device and part d represents an optical fiber. Further, reference numeral 43 denotes a cladding layer of the optical fiber, and reference numeral 44 denotes a core layer of the optical fiber.
제7도에서, 광도파로 소자(c)는 기판(41)상에 광도파로(42)가 마련되어 있다. 상기 광도파로(42)상에는 광도파로 깊이보다 훨씬 얇게 제1금속층(52)이 마련되어 있으며, 상기 제1금속층(52)의 일부에 제2금속 패턴(53)이 형성되어 있다. 또한, 광도파로(52) 상단의 국소부위에 광섬유접속을 위한 접속용 보조블럭(51)이 접착제(55)를 이용하여 고정되어 있다. 광섬유(d)는 광섬유의 코아층(44)과 이를 둘러싸는 클래드층(43)이 구비되어 있다. 상기 광도파로 소자(c)와 광섬유(d)간의 접속은 접착제를 사용하여 접착시킨다.In FIG. 7, the optical waveguide element c is provided with the optical waveguide 42 on the substrate 41. As shown in FIG. The first metal layer 52 is provided on the optical waveguide 42 much thinner than the optical waveguide depth, and the second metal pattern 53 is formed on a portion of the first metal layer 52. In addition, the auxiliary auxiliary block 51 for connecting the optical fiber is fixed to the localized portion of the upper end of the optical waveguide 52 using the adhesive agent 55. The optical fiber d has a core layer 44 of the optical fiber and a cladding layer 43 surrounding the optical fiber d. The connection between the optical waveguide element c and the optical fiber d is bonded using an adhesive.
특히, 상기 본 발명의 접속방법은 보조블럭을 제거하지 않고 그대로 접속시에 사용함으로써 광섬유와 광도파로소자간의 접촉면(50)을 증가시켜 결합강도를 크게 향상시킴으로써 진동이나 주위 환경조건의 변화에도 좋은 결합상태를 유지할 수 있다.In particular, the connection method of the present invention can be used in the connection without removing the auxiliary block to increase the contact surface 50 between the optical fiber and the optical waveguide device to greatly improve the coupling strength, good coupling to vibration or changes in ambient environmental conditions State can be maintained.
한편, 본 발명에 의한 광소자는 제1금속층상에 직접 연마용 보조블럭을 부착한후 연마를 원하는 부분을 절단할 수 있으므로, 한장의 광학기판(웨이퍼)상에 다수의 개별소자들을 동시에 형성할 수 있으며 이를 다음의 제8도를 참조하여 설명한다.On the other hand, since the optical device according to the present invention can attach the auxiliary block for polishing directly on the first metal layer and then cut the desired part for polishing, a plurality of individual devices can be simultaneously formed on one optical substrate (wafer). This will be described with reference to FIG.
제8도는 본 발명에 의한 광도파로 소자의 대량생산을 위한 일괄공정(batch processing)의 일예를 보여주는 웨이퍼의 평면도이다.8 is a plan view of a wafer showing one example of a batch processing for mass production of an optical waveguide device according to the present invention.
제8도에서, 참조번호 56은 기판인 웨이퍼를 나타내며, 참조번호 57은 개개의 광소자를 나타내며, 참조번호 51은 보조블럭을 나타내며, 참조번호 58은 기판의 절단선을 나타낸다.In Fig. 8, reference numeral 56 denotes a wafer which is a substrate, reference numeral 57 denotes an individual optical element, reference numeral 51 denotes an auxiliary block, and reference numeral 58 denotes a cutting line of the substrate.
본 발명의 광소자 제조방법은 제8도에 도시한 바와 같이, 국부적으로 보조블럭(51)들을 다수 사용하여 동시에 많은 개별소자(57)들을 한 웨이퍼상에서 일광 공정처리(batch process)할 수 있어 광소자의 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 상기 보조블럭(51)은 연마용 또는 접속용 보조블럭으로 사용된다.In the method of manufacturing an optical device of the present invention, as shown in FIG. 8, a large number of auxiliary blocks 51 can be used to batch process a large number of individual devices 57 on one wafer at the same time. The productivity of the child can be greatly improved. The auxiliary block 51 is used as an auxiliary block for polishing or connection.
제9도는 본 발명에 의한 개별소자의 표면에 다수의 표면 실장부품을 장착시킨 상태를 보여주는 웨이퍼의 평면도이다. 제9도에서, 상기 제8도와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.9 is a plan view of a wafer showing a state in which a plurality of surface mounting components are mounted on a surface of an individual device according to the present invention. In Fig. 9, the same reference numerals as those in Fig. 8 denote the same members.
제9도에서, 다수의 표면실장형부품(60), 예컨대 칩저항기, 칩콘덴서, 칩인덕터 및 칩서미스터등을 개별 광소자(57)들의 표면에 실장시킬 수 있음을 보여주고 있다. 다시 말하면, 연마용 보조블럭(51)들과 같은 방법으로 각종 표면실장형 부품들(60)을 자유롭게 실장시킬 수 있어 자동화 생산에도 적합하다.In FIG. 9, a number of surface mount components 60, such as chip resistors, chip capacitors, chip inductors and chip thermistors, can be mounted on the surfaces of the individual optical elements 57. In FIG. In other words, various surface mount components 60 can be freely mounted in the same manner as the auxiliary auxiliary blocks 51 for polishing, which is suitable for automated production.
또한, 개별소자(57)들의 표면에 다수의 표면실장 부품(60)들을 정착시킨 후에도 측면연마가 가능하여 일괄생산공정(batch process)에 의한 제조가 가능하여 양산성을 향상시킬 수 있다.In addition, even after fixing a plurality of surface-mounted components 60 on the surface of the individual elements 57 can be polished by the side can be produced by a batch process (batch process) can be improved mass production.
이상, 본 발명에 의한 광소자의 제조방법에 의하면, 광소자의 측면연마를 각종 박막, 금속전극 형성 이후에 실시함으로써 광소자의 제조공정을 단순화 해주며, 연마시에 발생되는 불량요인을 제거하여 제품의 생산성 향상을 기할 수 있으며, 복잡한 광학정렬(optical alignment)에 소요되는 시간과 경비를 절감시켜 생산성 증대를 기할 수 있게 한다.According to the method of manufacturing an optical device according to the present invention, the side polishing of the optical device is performed after the formation of various thin films and metal electrodes, which simplifies the manufacturing process of the optical device, and removes defects generated during polishing, thereby improving the productivity of the product. Improvements can be made and productivity can be increased by reducing the time and cost of complex optical alignment.
이상 본 발명을 구체적인 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 국한되지 아니하고, 당업자가 가진 통상적인 지식의 범위내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and modifications and improvements are possible within the scope of ordinary knowledge of those skilled in the art.
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1994
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