KR100216522B1 - 광결합장치, 그의 제조방법 및 광소자와 광섬유의 광결합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광소자와 광섬유 사이의 광결합 효율을 증대시킬 수 있는 광결합 장치와 그의 제조방법 및 광소자와 광섬유의 광결합방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광결합장치는, 실리콘 기판(11) 상의 일측에 V-홈(12)이 형성되고, 상기한 V-홈(12)에는 상기한 V-홈(12)보다 폭이 좁고 상기한 V-홈(12)으로부터 소정간격 상향으로 위치하며 광섬유(16)의 정렬시 광섬유(16)가 상하좌우로 움직일 수 있는 중심축으로의 기능을 수행하는 V-홈(19)이 형성된 피벗 지지부(18)가 돌출 설치되고, 상기한 실리콘 기판(11) 상의 타측에는 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 고정된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 실리콘 기판 위에 형성된 V-홈과 광소자 플립칩 본딩을 이용한 수동 정렬방식과 광결합장치에 있어서 가장 큰 단점인, 정렬오차에 따른 광결합 효율의 감소문제를 피벗 지지부를 구비한 새로운 구조의 V-홈 실리콘 기판과 V-홈 내에서의 능동 정렬방식을 사용하여 해결함으로써, 최적의 광결합 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

광결합 장치, 그의 제조방법 및 광소자와 광섬유의 광결합방법

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히, 광소자와 광섬유 사이의 광결합 효율을 증대시킬 수 있는 광결합 장치와 그의 제조방법 및 광소자와 광섬유의 광결합방법에 관한 것이다.

대용량의 정보를 고속으로 전송할 수 있는 광통신이 미래의 통신수단으로 부상함에 따라, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 광통신에는 빛을 효율적으로 원거리까지 전송시키는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위하여 반도체 레이저와 같은 광소자로부터 발생된 광신호를 광섬유의 코어와 같은 광흡수가 적은 특정한 영역에 제한시켜 전송시킨다.

상기한 광소자와 광섬유의 광결합에 있어서, 반도체 레이저의 광도파로가 광섬유의 코어와 정밀하게 일직선 상에 정렬되어야만, 반도체 레이저의 빛을 광섬유에 효율적으로 전달시킬 수 있는데, 이러한 목적을 달성하기 위한 종래의 대표적인 정렬방식으로는, 능동 정렬방식과 수동 정렬방식의 2가지 방식이 사용되고 있다.

이중에서, 능동 정렬방식은 광소자와 광섬유의 정렬과정에서 광결합 효율의 직접적인 측정에 의해 최적의 광결합 위치를 찾은 후 광섬유를 고정시키는 것으로, TO 캔(can)과 레이저 용접기술을 이용하는 방식이다. 반면에, 수동 정렬방식은 실리콘 기판 상의 V-홈과 플립칩 본딩을 이용하여 광소자와 광섬유 간에 광결합이 자동적으로 이루어지게 하는 방식이다.

상기한 정렬방식 중에서, 능동 정렬방식은 고가의 정밀한 기계장치와 레이저 용접기술을 사용하기 때문에, 제조단가가 상승할 뿐 아니라, 광 패키지의 크기가 증가된다는 결정적인 문제점을 지니고 있다. 한편, 수동 정렬방식은 상기한 능동 정렬방식에 비하여, 광패키지의 크기를 줄일 수 있고, 제조단가를 낮출 수 있는 유망한 기술로 알려져 있다.

제1a도는 이와 같은 수동 정렬방식에 의해 제조된 종래의 광결합 장치에 대한 평면도이고, 제1b도는 제1a도의 A-A'선에 따른 단면도이며, 제1c도는 제1b도의 B-B'선에 따른 단면도이다.

제1a도 내지 제1c도에 도시된 바와 같이, 상기한 종래의 수동 정렬방식의 핵심기술은, 실리콘 기판(1) 상의 일측에 비등방성 식각에 의해 V-홈(2)을 형성하여 그 내부에 광섬유(6)를 고정 정렬하고, 동일한 실리콘 기판(1) 상의 타측에 상기한 V-홈(2)과 연관되도록 사전에 정해진 소정의 위치에 플립칩 본딩 패드(flip chip bonding pad)(5)를 만들고, 그 위에 숄더 범프(solder bump)를 형성하여 반도체 레이저(3)와 같은 광소자를 플립칩 본딩함으로써, 플립칩 본딩이 갖는 자체적인 위치 복원력에 의해 광섬유(6)의 코어(7)와 반도체 레이저(3)의 광도파로(4)가 일치되도록 광섬유(6)와 광소자(3)를 자동정렬(self-alignment)하여 광결합 장치를 제조하는 것이다.

상기한 수동 정렬방식에서, 광섬유(6)의 정렬과 고정을 위해서 V-홈(2)을 사용하는 것은, 실리콘 기판(1)의 비등방성 식각으로 형성되는 광섬유(2)의 폭과 깊이가 미크론 이하의 높은 정밀도로 제작 가능하여 광섬유(2) 내에 고정되는 광섬유(6)의 높이와 위치를 정확히 조절할 수 있기 때문이다.

이때, 상기한 플립칩 본딩은, 기존의 와이어 본딩안 솔더링 방식과는 달리, 기판(1)과 본딩될 소자(3)의 표면에 금속재의 본딩패드(5)를 형성시키고, 기판(1) 또는 본딩될 소자(3)의 한쪽 본딩패드 또는 양자의 본딩패드 상에 솔더 범프를 미리 형성한 다음, 기판(1)과 본딩될 소자(3)를 서로 상응하는 본딩 패드(5)가 마주보도록 맞붙인 상태에서, 솔더 물질을 가열 용융시킴으로써, 기판(1)과 소자(3)를 상호 기계적으로 본딩시키는 방식이다. 이러한 플립칩 본딩에서는, 최초에 밀착된 기판(1)과 소자(3)의 두 솔더 범프의 중심 위치가 서로 일정한 범위 내에서 어긋난 경우에도, 용융된 솔도 범프의 표면장력에 의해, 두 본딩패드(5)의 중심위치가 일치되도록 소자(3)를 움직이는 자체적인 위치 복원력이 발생한다. 따라서, V-홈(2)과 솔더 범프가 사전에 설계된 위치에 정확히 형성되어져 있다면, 광소자(3)를 적당한 정밀도로서 실리콘 기판(1) 상에 올려 놓고 플립칩 본딩함으로써, 광소자(3)와 광섬유(6)를 자동적으로 정렬시킬 수 있게 된다.

그러나, 플립칩 본딩과 실리콘 기판(1)의 V-홈(2)을 이용한 상기한 광소자(3)와 광섬유(6)의 자동 정렬방식에서는, 다음과 같은 여러 가지 요인에 의해 정렬 오차가 발생할 수 있다는 문제점을 지니고 있었다:

첫째는, 실리콘 기판(1) 상에 V-홈(2)을 형성할 때, V-홈(2)의 폭과 길이가 설계된 값으로부터 어긋나는 것으로, 이에 기인한 정렬 오차는 주로 V-홈(2) 패턴이 실리콘의 결정 방향과 어긋남으로써 발생하거나, V-홈(2)이 과다하게 식각됨으로써 발생한다.

두 번째 요인은, 본딩 패드(5) 및 솔더 범프 형성을 위한 포토리소그래피(photolithography) 공정에서 발생하는데, 이는 포토마스크와 실리콘 기판(1)상의 정렬 열쇠(align key)들이 서로 수평적으로 완전히 일치하지 않기 때문에 생기는 것으로서, 이 오차 범위는 ±1.0㎛로부터 수 ㎛까지 넓은 범위에서 발생할 수 있다. 특히, 이러한 정렬 오차는 실리콘 기판(1) 상에 V-홈(2), 솔더 범프, 스탠드-오프(stand-off) 등고 같은 수직 단차가 큰 패턴들이 존재하고 있는 경우에 더욱 커지게 된다.

정렬오차의 세 번째 발생 요인은, 플립칩 본딩이 갖는 불완전한 위치 복원력에 기인한다. 일반적으로, 반도체 레이저(3)와 같은 광소자의 크기는 한 변이 수백 ㎛에 불과하므로, 직경이 수십 ㎛인 솔더 범프들을 많이 형성시키기 어렵다. 따라서, 솔더 범프 수가 제한되는 것에 기인한 불완전한 위치 복원력으로 인하여, 수 ㎛ 정도의 정렬오차가 발생한다.

이 이외에도, 정렬오차를 일으키는 요인으로는, 광섬유(6) 직경의 편차 또는 광섬유 코어(7)의 원점으로부터의 편이 등을 들 수 있다.

따라서, 플립칩 본딩을 이용한 상기한 종래의 수동 정렬기술은 V-홈 패턴과 플립칩 본딩용 솔더 범프 사이에 존재하는 정렬오차를 광소자의 플립칩 본딩 과정에서 복원하는 것이 지극히 어렵게 때문에, 수동 정렬방식이 지닌 본질적인 잇점에도 불구하고, 실제적으로 능동 정렬방식에 비하여 현저한 경제적인 잇점을 가질 수 없는 큰 요인이 되었다. 아울러, 상기한 수동 정렬방식의 정렬오차에 따른 광결합 장치의 광결합 효율 감소를 보완하기 위해서는, 실리콘 기판의 제조 및 광소자의 제조공정에서 요구되는 정렬 정밀도가 더욱 더 엄밀하게 요구될 뿐 아니라, 광섬유의 정밀도 또한 보다 높게 요구되므로, 광결합 장치의 수율향상을 기할 수 없다는 문제점을 지니고 있었다.

결국, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 제1목적은, 광소자의 광섬유 사이의 광결합 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있는 동시에, 광결합 장치의 수율 향상을 기할 수 있는 광소자와 광섬유의 광결합방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제2목적은, 상기한 광결합 장치를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

아울러, 본 발명의 제3목적은, 광소자와 광섬유 사이의 공결합 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있는 동시에, 광결합 장치의 수율 향상을 기할수 있는 광소자와 광섬유의 광결합방법을 제공함에 있다.

본 발명자들은, 실리콘 기판 상에 형성된 V-홈과 광소자의 플립칩 본딩을 이용한 종랭기술에 따른 수동 정렬방식의 광결합 장치에 있어서, V-홈과 플립칩 본딩을 이용한 수동 정렬 방식의 장점을 살리면서, 상기한 V-홈 내에 피벗 지지부를 추가 형성하고 능동 정렬방식을 사용하여 광섬유를 광소자와 정렬시킴으로써, 상기한 종래기술에서의 광소자와 광섬유 간의 광결합 효율의 저하 문제를 해소할 수 있다는 것을 알아내고, 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

제1a도는 종래의 기술에 따른 광결합 장치의 평면도,

제1b도는 제1a도의 A-A'선에 따른 단면도,

제1c도는 제1b도의 B-B'선에 따른 단면도,

제2a도는 본 발명에 따른 광결합장치에 있어서, 광소자와 광섬유를 정렬시키는 과정의 일부를 나타낸 평면도,

제2b도는 제2a도의 C-C'선에 따른 단면도,

제3도는 본 발명에 따른 실리콘 기판의 사시도,

제4a도 내지 제4d도는 본 발명에 따라 광결합 장치를 제조하는 과정을 순차적으로 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 실리콘 기판 12 : V-홈

13 : 반도체 레이저 14 : 반도체 레이저의 광도파로

15 : 플립칩 본딩 패드 16 : 광섬유

17 : 광섬유 코어 18 : 피벗 지지부

19 ; 피벗 지지부의 V-홈 20 : 식각 마스크

21 : 접착제

상기한 목적을 달성하는, 본 발명에 따른 광결합장치는, 실리콘 기판 상의 일측에 V-홈이 형성되고, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정간격 상향으로 위치하며 광섬유의 정렬시 광섬유가 상하좌우로 움직일 수 있는 중심축으롯의 기능을 수행하는 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치되고, 상기한 실리콘 기판상의 타측에는 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치된 광섬유의 코어와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저가 플립칩 본딩되고, 상기한 광섬유는 능동 정렬방식에 의해 정렬된 후 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 고정된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기한 피벗 지지부에 형성된 V-홈은 상기한 광섬유가 피벗 지지부 V-홈의 식각면에 밀착되었을 때 상기한 광섬유 코어의 높이가 반도체 레이저의 광도파로와 동일한 위치에 오도록 폭과 깊이를 지니며, 피벗 지지부 이외 부분의 상기한 실리콘 기판의 V-홈의 폭은 상기한 피벗 지지부 V-홈의 폭보다 플립칩 본딩시에 발생하는 정렬오차 정도만큼 넓게 식각 형성하는 것이 바랍직하다.

또한, 본 발명에 따른 광결합 장치의 제조방법은, 실리콘 기판 상의 일측에 V-홈이 형성되는 동시에, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정간격 상향으로 위치한 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치되도록, 식각 마스크를 사용하여 비등방성 식각에 의해 실리콘 기판을 식각함으로써 V-홈을 지닌 실리콘 기판을 형성하는 공정과, 상기한 실리콘 기판 상의 타측에 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치된 광섬유의 코어와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저를 플립칩 본딩하는 공정과, 광섬유를 상기한 실리콘 기판의 V-홈 내에 위치시켜 상기한 피벗 지지부의 V-홈에 광섬유가 지지되도록 한 후 능동 정렬방식에 의해 광섬유를 상기한 반도체 레이저와 정렬시키는 공정과, 상기한 반도체 레이저와 광섬유의 정렬이 이루어진 후 접착제를 사용하여 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 상기한 광섬유를 고정시키는 공정을 포함한다.

아울러, 본 발명에 따른 광소자와 광섬유를 광결합방법은 광결합 장치의 반도체 레이저와 광섬유를 광결합 시키는 방법에 있어서, 일측에 V-홈이 형성되는 한편, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈 보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정 간격 상향으로 위치한 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치된 실리콘 기판 상의 타측에, 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치되는 광섬유의 코어와 일치하도록 사전엘 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저를 플립칩 본딩하는 단계와, 광섬유를 상기한 실리콘 기판 상의 V-홈에 위치시켜 상기한 피벗 지지부의 V-홈 내에 광섬유가 지지되도록 한 후 광섬유를 상기한 피벗 지지부의 V-홈을 중심축으로 하여 상기한 실리콘 기판의 광섬유 내에서 상하 좌우로 움직이면서, 반도체 레이저에 전류를 인가하고, 광섬유의 끝단에서 광섬유에 결합된 광출력의 세기를 모니터하여 최적의 광결합 효율이 얻어지는 위치에서 접착제를 사용하여 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 상기한 광섬유를 고정시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 광결합 장치, 그의 제조방법 및 광소자와 광섬유의 광결합방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제2a도는 광소자와 광섬유를 정렬시키는 과정의 일부를 나타낸, 본 발명에 따른 광결합장치의 평면도이고, 제2b도는 제2a도의 C-C'선에 따른 단면도이며, 제3도는 본 발명에 따른 실리콘 기판의 사시도이다.

본 발명에 따른 광결합장치에서는, 제3도에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(11) 상의 일측에는 V-홈(12)이 형성되고, 상기한 V-홈(12)에는 상기한 V-홈(12) 보다 폭이 좁고 상기한 V-홈(12)으로부터 소정간격 상향으로 위치하며 광섬유의 정렬시 광섬유가 상하좌우로 움직일 수 있는 중심축으로서의 기능을 수행하는 V-홈(19)이 형성된 피벗 지지부(18)가 돌출 설치된다.

또한, 제2a도 및 제2b도에서 볼 수 있듯이, 상기한 실리콘 기판(11) 상의 타측에는 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 설치된 광섬유(16)의 코어(17)와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드(15) 상에 솔더 범프를 형성하여, 이곳에 반도체 레이저(13)가 플립칩 본딩되고, 상기한 광섬유(16)는 능동 정렬방식에 의해 정렬된 후 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 고정설치된다.

이때, 상기한 피벗 지지부(18)에 형성된 V-홈(19)은 상기한 광섬유(16)가 피벗 지지부 V-홈(19)의 식각면에 밀착되었을 때 상기한 광섬유 코어(17)의 높이가 반도체 레이저(13)의 광도파로(14)와 동일한 위치에 오도록 폭과 깊이를 지니며, 피벗 지지부(18) 이외 부분의 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)의 폭은 상기한 피벗 지지부 V-홈(19)의 폭보다 플립칩 본딩시에 발생하는 정렬오차 정도만큼 넓게 식각 형성된다.

상기한 본 발명의 광결합 장치에 있어서, 반도체 레이저(13)와 광섬유(16)를 광결합시키기 위해서는, 제3도에 도시된 바와 같이 일측에 V-홈(12)이 형성된 실리콘 기판(11) 상의 타측에, 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 설치되는 광섬유(16)의 코어(17)와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 프립칩 본딩패드(15) 상에 반도체 레이저(13)를 플립칩 본딩시킨다.

그후, 광섬유(16)를 상기한 실리콘 기판(11) 상의 V-홈(12)에 위치시켜 상기한 피벗 지지부(18)의 V-홈(19) 내에 광섬유(16)가 지지되도록 한 다음, 광섬유(16)를 상기한 피벗 지지부(18)의 V-홈(19)을 중심축으로 하여 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12) 내에서 상하 좌우로 움직인다.

이러한 상태에서, 반도체 레이저(13)에 전류를 인가하고, 광섬유(16)의 끝단에서 광섬유(16)에 결합된 광출력의 세기를 모니터하면서 광섬유(16)를 움직이면, V-홈(12) 내부에 위치한 광섬유(16) 끝단의 위치에 따라 반도체 레이저(13)로부터 방출된 빛의 광섬유(16)로의 광결합 정도가 변화하게 되며, 이러한 과정을 통하여 최적의 광결합 효율이 얻어지는 위치에서 접착제를 사용하여 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 상기한 광섬유(16)를 고정시킴으로써, 반도체 레이저(13)와 광섬유(16)를 광결합시킨다.

제4a도 내지 제4d도는 본 발명에 따라 광결합 장치를 제조하는 과정을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 상기한 구성을 지닌 본 발명의 광결합 장치를 제조하기 위해서는, 먼저, 실리콘 기판(11) 상의 일측에 V-홈(12)이 형성되는 동시에, 상기한 V-홈(12)으로부터 소정간격 상향으로 위치한 V-홈(19)이 형성된 피벗 지지부(18)가 돌출 설치되도록, 제3도에 나타낸 것과 같은 패턴을 지닌 실리콘 질화막의 식각 마스크(20)를 사용하여 비등방성 식각에 의해 실리콘 기판(11)을 식각함으로써, 제4a도에 도시된 바와 같이, V-홈(12, 19)을 지닌 실리콘 기판(11)을 형성한다.

이때, 상기한 식각 마스크(20) 상의 식각 영역의 폭은 피벗 지지부(18)가 위치하는 영역의 경우에는 광섬유(16)가 피벗 지지부(18)의 V-홈(19) 식각면에 밀착되었을 때 광섬유 코어(17)의 높이가 반도체 레이저 광도파로(14)와 동일한 위치에 오도록 설계하며, 피벗 지지부(18) 이외 부분의 V-홈(12)의 폭은 피벗 지지부 V-홈(19)의 폭보다 플립칩 본딩시에 발생하는 정렬오차 정도만큼 넓게 식각도도록 설계한다.

그후, 상기한 실리콘 기판(11) 상의 타측에 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 설치된 광섬유(16)의 코어(17)와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드(15) 상에, 제4b도에 도시된 바와 같이, 반도체 레이저(14)를 플립칩 본딩한다.

다음에, 제4c도에 도시된 바와 같이, 광섬유(16)를 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12) 내에 위치시켜 상기한 피벗 지지부(18)의 V-홈(19)에 광섬유(16)가 지지되도록 하면, 광섬유(16)는 피벗 지지부(18)의 V-홈(19) 상에만 접촉되고, V-홈(12)의 다른 부위와는 접촉되지 않으므로, 피벗 지지부(18) 상의 V-홈(19)을 중심축으로 하여 V-홈(12) 내에서 상하 좌우로 움직일 수 있게 된다. 이러한 상태에서, 능동 정렬방식에 따라, 반도체 레이저(13)에 전류를 인가하고, 광섬유(16)의 끝단에서 광섬유(16)에 결합된 광출력의 세기를 모니터하면서 광섬유(16)를 움직이면, V-홈(12) 내에 위치한 광섬유(16) 끝단의 위치에 따라 반도체 레이저(13)으로부터 방출된 빛의 광섬유(16)로의 광결합 정도가 달라지게 되며, 이러한 과정을 통하여 최적의 광결합 효율이 얻어지는 위치를 찾을 수 있다.

상기한 능동 정렬방식에 의해 최적을 광섬유 위치를 찾아낸 다음에는, 그 상태에서 접착제(21)를 사용하여 광섬유(16)를 상기한 실리콘 기판(11)의 V-홈(12)에 고정시킴으로써, 제4d도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광결합 장치가 얻어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 기판위에 형성된 V-홈과 광소자 플립칩 본딩을 이용한 수동 정렬방식의 광결합장치에 있어서 가장 큰 단점인, 정렬오차에 따른 광결합 효율의 감소문제를 피벗 지지부을 구비한 새로운 구조의 V-홈 실리콘 기판과 V-홈 내에서의 능동 정렬 방식을 사용하여 해결함으로써, 최적의 광결합 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이 이외에도, 본 발명에 따르면, 능동 정렬방식에 의해 최적의 광결합 위치를 찾아내므로, 실리콘 기판 제조 및 광소자 제조공정에서 요구되는 정렬 정밀도가 매우 완화될 뿐 아니라, 광섬유에 대한 요구되는 정밀도 또한 완화되므로, 전체적인 광결합 모듈의 수율향상 및 제조원가 절감 등의 효과를 지니고 있다.

Claims (5)

1. 실리콘 기판 상의 일측에 V-홈이 형성되고, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정간격 상향으로 위치하며 광섬유의 정렬시 광섬유가 상하좌우로 움직일 수 있는 중심축으로서의 기능을 수행하는 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치되고, 상기한 실리콘 기판 상의 타측에는 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치된 광섬유의 코어와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저가 플립칩 본딩되고, 상기한 광섬유는 능동 정렬방식에 의해 정렬된 후 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 고정된 것을 특징으로 하는 광결합장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 피벗 지지부에 형성된 V-홈은 상기한 광섬유가 피벗 지지부 V-홈의 식각면에 밀착되었을 때 상기한 광섬유 코어의 높이가 반도체 레이저의 광도파로와 동일한 위치에 오도록 폭과 깊이를 지니며, 피벗 지지부 이외 부분의 상기한 실리콘 기판의 V-홈의 폭은 상기한 피벗 지지부 V-홈의 폭보다 플립칩 본딩시에 발생하는 정렬오차 정도만큼 넓게 식각 형성된 것을 특징으로 하는, 광결합장치.
3. 실리콘 기판 상의 일측에 V-홈이 형성되는 동시에, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정간격 상향으로 위치한 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치되도록, 식각 마스크를 사용하여 비등방성 식각에 의해 실리콘 기판을 식각함으로써 V-홈을 지난 실리콘 기판을 형성하는 공정과, 상기한 실리콘 기판 상의 타측에 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치된 광섬유의 코어와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저를 플립칩 본딩하는 공정과, 광섬유를 상기한 실리콘 기판의 V-홈 내에 위치시켜 상기한 피벗 지지부의 V-홈에 광섬유가 지지되도록 한 후 능동 정렬방식에 의해 광섬유를 상기한 반도체 레이저와 정렬시키는 공정과, 상기한 반도체 레이저와 광섬유의 정렬이 이루어진 후 접착제를 사용하여 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 상기한 광섬유를 고정시키는 공정을 포함하여는, 광결합 장치의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기한 실리콘 기판의 형성시, 상기한 피벗 지지부에 형성된 V-홈은 상기한 광섬유가 피벗 지지부 V-홈의 식각면에 밀착되었을 때 상기한 광섬유 코어의 높이가 반도체 레이저의 광도파로와 동일한 위치에 오도록 폭과 깊이를 지니도록 형성하며, 피벗 지지부 이외 부분의 상기한 실리콘 기판의 V-홈의 폭은 상기한 피벗 지지부 V-홈의 폭보다 플립칩 본딩시에 발생하는 정렬오차 정도만큼 넓게 식각 형성하는 것을 특징으로 하는, 광결합 장치의 제조방법.
5. 광결합 장치의 반도체 레이저와 광섬유를 광결합시키는 방법에 있어서,일측에 V-홈이 형성되는 한편, 상기한 V-홈에는 상기한 V-홈 보다 폭이 좁고 상기한 V-홈으로부터 소정간격 상향으로 위치한 V-홈이 형성된 피벗 지지부가 돌출 설치된 실리콘 기판 상의 타측에, 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 설치되는 광섬유의 코어와 일치하도록 사전에 정해진 소정 위치의 플립칩 본딩패드 상에 반도체 레이저를 플립칩 본딩하는 단계와,광섬유를 상기한 실리콘 기판 상의 V-홈에 위치시켜 상기한 피벗 지지부의 V-홈 내에 광섬유가 지지되도록 한 후 광섬유를 상기한 피벗 지지부의 V-홈을 중심축으로 하여 상기한 실리콘 기판의 V-홈 내에서 상하 좌우로 움직이면서, 반도체 레이저에 전류를 인가하고, 광섬유의 끝단에서 광섬유에 결합된 광출력의 세기를 모니터하여 최적의 광결합 효율이 얻어지는 위치에서 접착제를 사용하여 상기한 실리콘 기판의 V-홈에 상기한 광섬유를 고정시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광결합방법.