KR100377929B1 - 광도파로 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
광도파로 소자 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100377929B1 KR100377929B1 KR10-2001-0004812A KR20010004812A KR100377929B1 KR 100377929 B1 KR100377929 B1 KR 100377929B1 KR 20010004812 A KR20010004812 A KR 20010004812A KR 100377929 B1 KR100377929 B1 KR 100377929B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical waveguide
- waveguide device
- clad layer
- present
- silicon substrate
- Prior art date
Links
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
-
- 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
- G02B2006/12035—Materials
- G02B2006/12069—Organic material
- G02B2006/12073—Epoxy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
본 발명은 광도파로 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광도파로 소자는 실리콘 기판, 상기 실리콘 기판위에 형성된 하부 클래드층, 상기 하부 클래드층위에 형성된 코아층, 상기 코아층위에 형성된 상부 클래드층, 상기 상부 클래드층위에 부착된 유리 플레이트를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명은 상기 유리 플레이트를 부착함으로서 광도파로 소자의 변형에 의하여 발생하는 복굴절을 감소시킴으로서 광신호 특성을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 광도파로 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 화염가수분해증착법(FHD: Flame Hydrolysis Deposition)을 이용하여 제조되는 광도파로 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래에 있어서 광도파로 소자는 통상적으로 화학기상증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition) 및 화염가수분해증착법(FHD: Flame Hydrolysis Deposition)에 의하여 제조된다.
그 중에서, FHD 법을 이용한 광도파로 소자의 제조공정을 도 1을 통하여 설명하면, 우선 실리콘 기판(101)위에 증착을 통하여 하부 클래드층(102)를 형성한다. 그 후, 하부 클래드층(102)위에 패터닝을 통하여 코어층(103)을 형성한다. 마지막으로 코어층(103)위에 하부 클래드층(102)과 동일한 방법으로 상부 클래드층(104)을 형성하여 코어층(103)을 묻는다.
그러나, 이러한 FHD 법을 이용한 광도파로 소자의 제조공정에 있어서, 실리콘 기판(101)의 열팽창 계수가 그 위에 형성된 하부 클래드층(102)의 열팽창계수에 대해 상대적으로 크기 때문에 이러한 열팽창계수의 차이에 의하여 소결과정 이후에도 하부 클래드 층에는 압축 잔류 응력이 발생하게 된다. 이러한 압축 잔류 응력에 의하여 실리콘 기판(101)과 하부 클래드층(102)은 위로 볼록하게 변형된다. 따라서, 이러한 실리콘 기판(101)과 하부 클래드층(102)위에 형성된 코어층(103) 역시 압축 잔류 응력에 의한 변형의 영향을 받고 이로 인해 굴절율에 변화가 발생한다. 통상적으로 굴절율의 변화는 잔류 응력에 의한 기판의 변형에 비례하는 관계를 갖는다. 즉, 잔류 응력이 커질수록 굴절율의 변화도 커지게 된다. 이러한 잔류 응력에 의한 코어층(103) 내의 굴절율의 변화는 광도파로 소자 내에서 복굴절을 야기하고, 복굴절은 도파되는 광신호의 TE와 TM 편광모드간의 도파 경로차를 가져와 출력 광신호 특성을 악화시켜 신호를 왜곡시키는 원인이 된다.
이러한 복굴절을 줄이기 위해 종래에 사용된 방법은 (1) 응력을 해소하는 홈(Asymmetric Stress-Releasing Groove)을 도파로 사이사이에 형성하는 방법 , (2) 실리콘 기판과 하부 클래드층 사이에 발생하는 응력에 대응하는 상쇄 응력을발생시킬 수 있는 실리콘 또는 Si3N4 등으로 응력부(Stress Applying Member)를 하부 클래드층위에 또는 중간에 다시 증착하는 방법 (3) 반파 플레이트 (Half wave Plate)를 삽입하여 TM 모드와 TE 모드를 전환시켜 복굴절을 해소하는 방법 (4) 실리콘 기판과 하부 클래드층 사이에 버퍼층을 증착하는 방법이 사용되고 있다.
그러나 이러한 방법들은 각각 (1) 응력을 해소하기 위한 홈을 만들 경우 수십 마이크로미터의 실리콘층을 식각해야 하는 공정상의 어려움이 있고, (2) 상쇄응력을 발생시킬 수 있는 응력부를 만들때 비정질 실리콘을 증착하는 과정에서 정확한 크기와 두께를 가지는 응력부를 만드는 것의 어려움이 있고, (3) 반파 플레이트를 도파로 가운데 삽입할 때 도파로의 정밀한 절단, 필터의 삽입, 에폭시를 이용한 고정 등 여러 단계의 수동적인 공정이 필요하고 작업의 정밀도가 요구되며 장비를 이용한 자동화가 곤란하여 효율이 떨어지며, (4) 버퍼층을 증착하기 위하여 증착시 소요되는 공정시간이 장기화되고 및 제조단가가 상승하는 문제점들을 여전히 갖는다.
따라서 본 발명은 상술한 바와 같이 광도파로 소자에서 열팽창계수의 차이에 의해 발생하는 복굴절을 제거함으로써 광신호 특성의 악화를 줄이는 동시에 제조공정을 단순화하고, 공정 시간을 줄이며, 저렴한 제작단가로 광도파로 소자를 제작하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광도파로 소자의 제작이 끝난 후,완성된 광도파로 소자의 최상단에 잔류 응력을 제거하기 위한 유리 플레이트를 추가적으로 부착하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 광도파로 소자의 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광도파로 소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광도파로 소자의 제조공정 흐름도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광도파로 소자의 단면도이다. 본 발명에 따른 광 도파로 소자는 실리콘 기판(201), 실리콘 기판(201)위에 형성된 하부 클래드층(202), 하부 클래드층(202)위에 형성된 광소자 패턴(203), 광소자 패턴(203)위에 형성된 상부 클래드 층(204) 및 상부 클래드층(204)위에 부착된 유리 플레이트(206)로 구성된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광도파로 소자의 제조공정 흐름도 이다. 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 광도파로 소자의 제조공정을 설명하면, 우선 단계 (302)에서 FHD 법을 이용하여 실리콘 기판(201)위에 SiCl4, GeCl4, PoCl3, BCl3 등의 화학물질을 산수소 화염내에서 산화 및 가수분해하여 형성된 구형의 입자(수트;soot)를 하부 클래드층(202)을 증착하고, 소결로를 이용하여 약 1300℃의 고온에서 소결과정을 거침으로서 하부 클래드층(202)에 해당하는 투명한 실리콘 막을 형성한다. 그 다음에, 단계 (304)에서 포토리소그래피(photolthography)에서 패턴닝(patterning)한 뒤 에칭에 의하여 채널형의 광 소자 패턴(203)을 형성한다. 여기서 광 소자 패턴(203)을 적절하게 패터닝함으로써 다양한 형태 및 기능을 갖는 광도파로 소자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 광 소자 패턴(203)을 Y 분기 패터닝을 통하여 형성할 경우에는 1+2 분기 결합기에 해당하는 광도파로 소자를 제조하게 되는 것이다. 단계 (306)에서, 그 위에 다시 상부 클래드층(204)을 하부 클래드층(202)과 동일한 방법으로 형성함으로서 광 소자 패턴(203)을 묻는 과정을 거치게 된다. 마지막으로 단계 (308)에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 상부 클래드층위에 에폭시(205)를 균일하게 도포한 후, 단계 (310)에서 유리 플레이트(206)을 부착하게 된다. 이러한 유리 플레이트(206)는 실리콘 기판(201)과 하부 클래드층(202)사이의 열팽창율의 차이에 의한 잔류 응력에 의한 광도파로 소자의 변형을 상쇄시킴으로서 제작이 완성된 광도파로 소자에 발생하는 굴절율의 변화에 의한 복굴절을 줄일 수 있다.
상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상술한 본 발명에 의하여 광소자 패턴의 제작이 끝난 광도파로 소자위에 유리 플레이트를 추가적으로 부착하여 코어층, 즉 광소자 패턴에 발생한 잔류 응력을 제거함으로써, 광소자 패턴내의 복굴절을 제거하고 광신호 특성을 개선시킬 수 있다. 또한 광도파로 소자의 상부에 유리 플레이트를 에폭시 등을 이용하여 부착함으로서 제조공정을 단순화하고, 공정 시간을 줄이며, 제작 단가를 낮출 수 있다.
Claims (3)
- 광도파로 소자에 있어서,실리콘 기판,상기 실리콘 기판위에 형성된 하부 클래드층,상기 하부 클래드층위에 형성된 코아층,상기 코아층위에 형성된 상부 클래드층, 및상기 상부 클래드층위에 부착된 유리 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 유리 플레이트는 상기 상부 클래드층위에 에폭시를 이용하여 부착되는 것을 특징으로 하는 광도파로 소자.
- 광도파로 소자의 제조방법에 있어서,실리콘 기판위에 하부 클래드층을 형성하는 단계,상기 하부 클래드층위에 코어층을 형성하는 단계,상기 코아층위에 상부 클래드층을 형성하는 단계,상기 상부 클래드층위에 에폭시를 도포하는 단계, 및상기 도포된 에폭시위에 유리 플레이트를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0004812A KR100377929B1 (ko) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | 광도파로 소자 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0004812A KR100377929B1 (ko) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | 광도파로 소자 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020064398A KR20020064398A (ko) | 2002-08-09 |
| KR100377929B1 true KR100377929B1 (ko) | 2003-03-29 |
Family
ID=27693003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0004812A KR100377929B1 (ko) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | 광도파로 소자 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100377929B1 (ko) |
-
2001
- 2001-02-01 KR KR10-2001-0004812A patent/KR100377929B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020064398A (ko) | 2002-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5483613A (en) | Optical device with substrate and waveguide structure having thermal matching interfaces | |
| Kawachi | Silica waveguides on silicon and their application to integrated-optic components | |
| EP1576399A1 (en) | Process for fabrication of optical waveguides | |
| US6775454B2 (en) | Silica-based optical waveguide circuit and fabrication method thereof | |
| KR100322126B1 (ko) | 광도파로 제작용 기판 및 그 제작방법 | |
| KR100377929B1 (ko) | 광도파로 소자 및 그 제조방법 | |
| US6483964B1 (en) | Method of fabricating an optical component | |
| JP3070018B2 (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| US6631235B1 (en) | Planar lightwave circuit platform and method for manufacturing the same | |
| JP3196797B2 (ja) | 積層型石英系光導波路の製造方法 | |
| EP0762162A1 (en) | Article comprising fiber-to-planar waveguide coupling and method of making the article | |
| KR100277362B1 (ko) | 더미층을 구비한 광도파로 형성방법 및 그 방법에 의한 광도파로 | |
| JP3575342B2 (ja) | 石英ガラス系光導波路の製造方法 | |
| JPS6343105A (ja) | 単一モ−ド光導波路 | |
| JPH08110425A (ja) | 光導波路及びその製造方法並びに光伝送モジュール | |
| JPH06331844A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JPS59137346A (ja) | ガラス導波路の作製法 | |
| KR20020040551A (ko) | 광도파로 및 그 제조방법 | |
| JPH0735935A (ja) | 光分岐・結合器の製造方法 | |
| JP2603652B2 (ja) | 光導波路製造方法 | |
| JP3840835B2 (ja) | 石英系ガラス導波路素子の製造方法 | |
| JP2001235646A (ja) | 微細パターン形成方法、光学素子の製造方法、光学素子および光伝送装置 | |
| JP2001056415A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| KR20020089871A (ko) | 광도파로 소자 및 그의 제조방법 | |
| JPH09297237A (ja) | 光導波路の製造方法 |
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: 20130227 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140227 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150226 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160225 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |