KR100482478B1 - 실리콘 옥시니트라이드 광 도파관 재료 및 도파관의제조방법 - Google Patents

실리콘 옥시니트라이드 광 도파관 재료 및 도파관의제조방법 Download PDF

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Abstract

평면 광 도파관 제조에 사용될 수 있는 신규한 재료가 제공된다. 상기 재료는 규소, 산소 및 질소 및 추가로 중수소를 포함한다. 또한, 중수소화된 기상 전구체를 사용하는, 상기 신규 재료에 기초된 평면 광 도파관의 제조방법이 제공된다.

Description

실리콘 옥시니트라이드 광 도파관 재료 및 도파관의 제조방법{MATERIAL FOR SiON-OPTICAL WAVEGUIDES AND METHOD FOR FABRICATING SUCH WAVEGUIDES}
본 발명은 광 도파관의 제조에 사용될 수 있는 재료에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 규소, 산소 및 질소를 포함하는 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 재료를 포함하는 도파관의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날 고 대역폭 통신은 신호 향상, 신호 경로, 부가 및 드롭핑(dropping) 정보를 위한 광섬유 및 광성분에 더욱 의존하고 있다. 고성능 통신 시스템에 대한 요구로 광 도파관을 사용하게 되었다. 광 도파관은 일부 고 굴절률 물질로 제조된 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 저 굴절률 물질의 클래딩(cladding)으로 구성된다. 전통적인 광 도파관 기술에서, 코어 및 클래딩은 도핑된 실리카 유리로 제조되고, 여기서 굴절률 콘트라스트, 즉 클래딩층에 대한 코어층의 굴절률의 차이는 도핑 프로파일, 예를 들어 P-도핑 또는 Ge-도핑에 의해 성취된다. 광성분의 대량 생산시 비용면에서 효과적인 방식으로 제조하기 위해, 면적 밀도를 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는 실리콘 옥시니트라이드(silicon oxinitride; SiON) 기술을 사용하여 성취될 수 있다. 평면 도파관 기술에 대한 참조문헌으로는, 예를 들어 문헌["Silica-based optical integrated circuits" by Y.P. Li and C.H. Henry; IEEE Proc.-Optoelectron., Vol. 143, No. 5, October 1996, pp. 263-280]이 있다.
종래 기술에 비해 면적 밀도를 증가시키기 위해서는 보다 작은 굴곡 반경이 요구된다. 그러나, 굴곡 반경이 작을수록 직선 도파관 또는 섬유에서보다 더욱 강한 광 모드 안내가 요구된다. 이는 코어와 클래딩 사이의 굴절률 콘트라스트를 증가시킴으로써 성취된다. 유리질 물질의 굴절률을 증가시키는 방법의 예가 미국 특허원 제 5,500,031 호에 제시되어 있고, 여기서 상기 유리질 물질은 열 적용하에 수소로 처리된다. 그러나, SiO2(실리카)에서의 P, B, Ge 또는 기타 도판트를 이용한 최대 도핑 수준은 최대 성취가능한 굴절률 콘트라스트를 제한하고, 따라서 도파관내 최소 도달가능한 굴곡 반경이 존재한다. 통상적인 섬유 및 평면 Ge-실리카(SiO2) 둘다에서, 0.002 내지 0.006의 굴절률 콘트라스트가 존재한다. 이는 전형적으로 15mm의 곡률 반경을 허용한다. SiON 기술에서의 굴절률 콘트라스트는 전형적으로 0.02(즉, 3배 내지 10배 높음)이며, 1.5mm 까지의 곡률 반경을 허용한다. 이는 100배의 면적 밀도 증가에 상응한다. 표준 섬유에 대한 결합 손실과 최소 굴곡 반경 사이의 양호한 절충 및 코어와 이로부터의 클래딩 사이의 재료 조성물에서의 필수적인 차이는 예를 들어 약 0.02의 효과적인 굴절률 콘트라스트에 의해 수득된다.
클래딩이 1.45의 굴절률을 갖는 실리카(즉, SiO2)로 제조되는 경우, 약 1.51의 굴절률을 갖는 물질이 코어용으로 바람직하다. 이러한 높은 굴절률 콘트라스트를 갖는 도파관은 실리콘 옥시니트라이드(SiON) 코어층을 사용하여 제조될 수 있다. 도파관 제조용 재료로서 SiON을 사용한 예가 미국 특허원 제 5,416,861 호에 제시되어 있다.
질소 도핑된 산화규소 화합물로 인해, 굴절률은 예를 들어 성취가능한 치수와 같은 기타 설계 기준에 어울리도록 매우 융통성 있는 방식으로 조정될 수 있다. Ge-도핑된 SiO2 도파관용으로 사용되는 것보다 약 10배 높은 것으로 굴절률에서의 비교적 높은 효과적인 측면 콘트라스트가 사용될 수 있다. 이로 인해 10배 작은 곡률 반경(1.5mm)을 회로 배치에 사용할 수 있다.
전형적인 제조 기법은 기상 전구체로서 실란(SiH4), 산화질소(N2O) 및 암모니아(NH3)를 사용하여 PECVD 공정에 의해 실리콘 옥시니트라이드를 침착시키는 것이다. 그러나, 생성된 물질은 높은 수소 농도를 갖는다. 수소는 하이드록실 기, Si-H 기 및 NH- 및 NH2-단편의 형태로 혼입된다. 이러한 기 및 단편은 실리콘 옥시니트라이드의 광 투과 특성에 추가의 흡수성을 도입시킨다. NH-유도된 흡수의 제 1 배진동(overtone)은 1510nm에서이고, 광 신호 전달에 사용되고 1540 내지 1570nm로 연장하는 스펙트럼창(이하, 간단히 광 투과창으로 언급됨)과 겹쳐진다. 상기 창은, 광 투과 손실이 1550nm 주위에서 최소(제조 순도가 원인임)이고, (전기적 광 전환을 방지하는) 섬유 네트워크에서의 모든 광 증폭기에 대해 현재 유일하게 이용가능한 증폭기가 SiO2 섬유의 Er(에르븀)-도핑에 기초하고 생성된 증폭창이 1540 내지 1570nm로 제한된다는 점 때문에 광 투과용으로 선택되었다. 따라서, 광 원격통신 주파수에 대해 허용되는 표준이 상기 창에 대해 지정되었다(참조: 문헌["Review of Rare Earth Doped Fiber Lasers and Amplifiers" by P. Urquhart; IEEE Proc., Vol. 135, Pt. J, No. 6, December 1988, pp. 385-407]).
전술한 NH-흡수는 실용적인 제품에 대해 허용불가능한 정도의 대량 손실을 종종 초래한다. 따라서, 수소 농도 및 이와 함께 결과로 나타나는 흡수 손실은 예를 들어 문헌[MRS Proceedings Book of the 1999 Spring Meeting of the MRS Materials Research Society, "Materials Research Society(MRS) Spring Meeting 1999, 5-8 April 1999, Paper BB. 8.3, Symposium BB on Multicomponent Oxides", MRS Proceedings Volume 574, pp. 255-260, 1999(ISBN 1-55899-481-5)]에 기술된 바와 같은 고온 어닐링 공정에 의해 일반적으로 감소된다. 상기 공정은 SiON 물질을 강화시키고, N-H결합으로부터 수소를 H2 및 H2O의 형태로 제거한다. 통상적인 SiON 물질(SiON:H)에서, 손실은 보다 높은 어닐링 온도 또는 보다 긴 어닐링 지속시간에 의해 보다 낮은 수치로 감소되지만, 양 경로는 모두 원치않는 결점인 산란 또는 결정화가 도입될 위험성을 안고 있다. 고온 어닐링의 추가의 부정적인 부작용은 규소 기재와 도파관 재료 사이의 열팽창계수 차이로 인한 이방성 응력의 도입이다. 이러한 응력은 실온과 최고 어닐링 온도 또는 어닐링점에 근접한 물질 특유 온도 (어느 쪽이 낮은지에 상관없음) 사이의 온도 차이와 관련된다. 응력은 복굴절 및 편광 의존성 투과 특성의 원인이 되며, 대부분의 용도에 바람직하지 않다.
하이드록실 기(-OH) 농도가 낮은 유리를 제조하는데 수소 대신 중수소를 사용하는 것은 섬유 제조 분야에서 공지된 것이다. 수소의 존재하에 생성된 유리에 통상적으로 존재하는 하이드록실 기는 중수소 함유 이온 OD-으로 대체된다. 하이드록실 이온의 존재에 의해 통상적으로 유발되는 흡수 피크는, 도파관이 약 7,000Å의 대역에서 광을 전달하는데 사용되는 경우 흡수가 곤란하지 않은 장파장으로 이동된다. 따라서, 미국 특허원 제 3,791,714 호에는 사염화규소와 같은 규소 화합물을 함유하는 액체를 통과하는 중수소 화합물 기체 또는 중수소 기체를 사용하는 화염 가수분해 공정에 의해 SiO2 도파관을 제조하는 것이 개시되어 있다. 생성되는 증기는 고온(약 1800℃)에서 연소되어 회전 맨드릴(mandrel) 상에 이산화규소 필름을 침착시키고, 결과적으로 유용한 OH 기 대신 OD 결합을 함유하는 "그을음(soot)" 침착물을 생성한다.
미국 특허원 제 5,872,387 호에는 중수소로 처리되어 조작 특성을 개선시키는 MOS 소자를 포함하는 반도체 소자가 개시되어 있다. 공정은 고온 캐리어 효과에 대한 보호가 바람직한 소자의 영역에 분자, 원자 또는 이온성 중수소를 배치시킴으로써 소자를 중수소로 패시베이션시키는(passivating) 단계를 포함한다. 중수소는 상기 영역에서 원자와 공유결합되어 안정하게 혼입된다.
미국 특허원 제 5,062,680 호에는 중수소 원자 또는 할로겐 원자를 함유하는 중합체로 이루어진 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸는 클래딩부를 포함하되, 상기 클래딩부가 코어부보다 낮은 굴절률을 갖는 중합체로 이루어지는 판 플라스틱 광 도파관이 기술되어 있다.
미국 특허원 제 5,872,387 호에는 가열된 중수소 기체가 풍부한 분위기에서의 제조후 패시베이션이 기술되어 있을 뿐이고, 미국 특허원 제 5,062,680 호에는 중수소 함유 중합체를 사용하여 광 도파관을 제조하는 것이 기술되어 있고, 미국 특허원 제 3,791,714 호의 주된 문제점은 본원에 제시된 공정에 따라 제조된 광 도파관이 여전히 하이드록실 기를 함유하고 있고 도파관을 섬유 형태로 제조하는데에만 적용될 수 있다는 점이다.
따라서, 매우 적은 광 손실 및 매우 낮은 기계적 응력을 갖는 SiON 물질에 기초된 슬래브 광 도파관이 요구된다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 조작 범위에서 매우 적은 광 손실을 갖는 평면 광 도파관으로서 적용하기 위한 실리콘 옥시니트라이드(SiON) 층을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 평면 광 도파관을 제조하는 저온 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 도파관을 저비용의 대량 생산 기술로 제조하는 기법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 낮은 기계적 응력 및 상당히 감소된 응력 관련 복굴절을 나타내는 광 도파관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 종래의 CMOS 기술로 집적화시킬 수 있는 산화규소에 기초된 광 도파관을 제공하는 것이다.
상기와 같거나 다른 목적 및 이점은 본원 청구의 범위 제1항에 개시된 물질 및 제4항에 청구된 방법에 의해 성취된다.
본 발명의 바람직한 양태는 종속항에 기술되어 있다.
전술한 목적을 성취하기 위해, 평면 광 도파관 제조용의 신규한 재료가 독립항인 제1항에 제안된다.
본 발명은 도면과 관련하여 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 SiON:D 물질과 비교하여 종래 SiON:H 물질의 NH-흡수 대역을 나타낸 적외선 스펙트럼이다.
도 2는 종래 기술에 따라 어닐링된 SiON:H 물질과 SiON:D의 슬래브 전파 손실을 비교하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 물질과 종래 기술에 따른 물질에 대한 온도의 함수로서 압축 응력을 비교하여 도시한 것이다.
도 4는 압축 응력에 따른 예상 복굴절을 도시한 것이다.
실리콘 옥시니트라이드(SiON) 층은 1550nm 파장 범위에서 평면 광 도파관으로서 작용할 수 있다. 광 안내 SiON 도파관 코어 층은 1.500의 비교적 고 굴절률을 가지며, 1.450의 저 굴절률을 갖는 2개의 산화규소 클래딩 층 사이에 개재된다. SiON 층은 기상 전구체로서 실란, 산화질소 및 암모니아를 사용하여 PECVD에 의해 침착된다. 1.5mm의 작은 곡률 반경을 갖는 도파관 굴곡은 코어층과 클래딩층 사이의 성취가능한 높은 굴절률 차이로 인해 실현될 수 있다. 이는 소형의 비교적 복잡한 집적화된 광 도파관 소자의 제조를 허용한다.
수소화된 전구체로 인해, 종래의 SiON 층(이하 SiON:H로 언급됨)의 기술적 수준은 3350cm-1의 파수에서 고유한 적외선 흡수를 갖는 다수의 N-H 결합을 함유한다. 상기 주파수의 제 1 배진동은 1510nm의 파장에서 관찰되고, 그의 저에너지 미부(尾部)는 흥미있는 파장 범위(1545 내지 1565nm)에서 원치않는 흡수 손실을 유발시킨다. 도 1은 침착된 SiON 코어 층을 갖는 종래 기술의 평면 슬래브 도파관 구조의 전형적인 흡수 스펙트럼을 나타낸다(SiON:H; 하부 곡선). 어닐링되지 않은 SiON:H 물질에 대한 전형적인 손실은 1510nm에서 10dB/cm, 1550nm에서 1.0 내지 1.2dB/cm이다(어닐링된 물질보다 10배 높음). N-H 결합은 약 1140℃의 온도에서 질소 유동 분위기 중에서 SiON 층을 어닐링시킴으로써 다량 제거될 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 1510nm에서의 피크 손실은 1.0dB/cm의 값으로 감소하고, 1545 내지 1565nm 사이의 손실은 0.15±0.05dB/cm의 전형적인 값으로 감소한다.
그러나, 고온 어닐링 공정은 웨이퍼 회송 시간(turnaround time)을 추가로 낮추는 고비용 제조 단계이다. 더욱이, 부적당한 열 팽창으로 인해, 완화된 층을 고온으로부터 냉각시킬 때, 응력이 증강된다. 유도된 응력 효과는 응력 관련 편광 의존성(복굴절)을 생성시킨다. 이와 더불어, 도파관 제조는 "고온" 공정이므로, 이러한 고온을 견딜 수 있는 특정 기재 물질만이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 중수소화된 SiON 물질(이하 SiON:D로 언급됨)을 사용함으로써 SiON 물질에 기초된 평면 슬래브 광 도파관을 제조하는 "저온" 공정을 제공한다. 여기서, "저온"이란 조밀화 단계 및 기계적 응력의 조율을 포함하는 모든 공정 단계의 예상 최대 온도가 550 내지 850℃인 것을 의미한다. 550 내지 850℃의 "조밀화 창"은 또한 SiON:D 특성을 안정화시키는데 유용할 수 있다. SiON:D 물질을 사용함으로써, 1400℃에서의 전술한 어닐링 주기(22시간 소요)가 취소된다. 따라서, 작업-흐름이 단순화되며, 광범위한 온도 창의 사용이 허용되므로 보다 넓은 공정 범위가 제공된다. 더욱이, 제안된 방법은 추가의 하이브리드 집적화를 위해 종래의 CMOS 공정으로 광 도파관을 집적화시킬 가능성을 제공한다. 이와 더불어, 산화물 층 스택에서의 낮은 기계적 응력이 성취될 수 있고, SiON:D 물질에서의 압축 응력의 예상 저하는 약 -270MPa에서 -80MPa로 3, 5배이다(참조: 도 3). SiON:H 물질에 대한 전형적인 수치는 -120MPa(성장시) 및 -270MPa(1145℃ 어닐링 이후)이다. 이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 SiON:D 물질에 대한 수치는 -115MPa(성장시)이고, 어닐링이 필요하지 않다. 도 3에 나타낸 -80MPa의 어닐링되지 않은 SiON:D 계산치는 본 발명이 실시되는 시간에서의 최선의 예상치에 기초되며, 일반적으로 인용되는 수치는 -115 +/- 10MPa의 수치를 갖는 세 개의 SiON:D 웨이퍼에 기초된다. 인용된 응력 수치는 SiO2(하부 클래딩) 기본 층위의 평면 SiON:D 및 평면 SiON:H 층에 관련된다. 전체 도파관 소자에 대해, 이러한 SiON:X 층(여기서, X는 H 및 D이다)은 상부 클래딩 SiO2 층으로 덮혀져 산화물 3층을 형성한다. 이러한 SiON:X의 과도성장은 산화물 샌드위치가 기계적으로 보다 대칭이 되도록 하고 따라서 잔류 응력을 저하시켜 응력 관련 복굴절도 저하시키는 효과를 갖는다.
복굴절의 예상치가 도 4에 나타나 있으며, 본 발명의 SiON:X 3층 도파관 소자는 -80 내지 -100MPa의 압축 응력에서 복굴절이 제로(또는 편광에 독립적임)인 것으로 예상된다. 또한, 저응력 또는 인장 응력 수치는 엽렬(delamination), 박리 및 구조적 결점을 쉽게 유발할 수 있으므로, 기계적으로 변하지 않게 유지하기 위해서는, 최후의 약간의 압축 응력(약 -50MPa)이 다층 소자에 이로울 수 있음을 주지한다. 따라서, 본 발명에 따른 SiON:D는 어닐링된 SiON:H보다 더욱 우수한 기계적 조율 기회를 제공하고, 여기서 손실 저하 과정은 온도 이력(history)을 결정하고 따라서 잔류 응력을 결정한다.
어닐링된 SiON:H 물질을 사용하는 경우 이러한 신규 방법이 도입 부분에서 언급된 이점, 즉 N-H 손실을 제거(참조: 도 2, 하부 곡선)하여, SiON 광자 IC(photonic ICs)를 위한 보다 광범위한 파장 창을 개방하고, SiON의 고 굴절률과 연관된 1.5mm의 작은 곡률 반경이 실현되는 등의 이점을 제공함을 주지해야 한다.
상기에 이미 언급된 종래 기술의 공정과 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 방법은 수소를 중수소로 대체시킴으로써 출발 물질을 변화시키는 것이 아니라 중수소화된 기상 전구체, 즉 SiD4 및/또는 ND3를 미리 사용하여 출발한다. 수행된 작업은 1510nm에서의 통상적인 N-H 손실에 대한 최대 기여가 N-H 전구체로부터 유래됨을 입증한다. 전구체로서 ND3를 사용하는 공정으로 출발하면 상기 손실이 SiON:H의 어닐링된 통상적인 수치로 저하된다. 수소화된 전구체인 SiD4 및 ND3를 둘다 사용하면 통상적으로 어닐링된 SiON:H 물질에 비해 손실이 5배보다 많이 저하된다. 적은 중수소화된 기체 용적만이 소비되어 공정이 비용면에서 매우 효과적임이 분명하다. 현존하는 플라즈마 침착 공정은 전체 SiON:D 코어 4" 웨이퍼 당 ND3 3리터 및 2% SiD4 30리터(He 중에서 희석됨)를 소비하는데, 이는 표준 기체 실린더로부터 약 330의 전체 4" SiON:D 웨이퍼를 의미한다.
B, P 또는 Ge와 같은 광 첨가제와 대조적으로, 질소의 혼입, 즉 "N-도핑"은 호스트 물질을 연속적으로 변화시키므로, B-, P- 또는 Ge-도핑보다 굴절률에 대해 훨씬 강한 효과를 갖는다. 굴절률에 대한 질소의 효과는 약 10배 강하고, 따라서 1.5mm 반경으로의 적절한 광 "굴곡"은 1.510의 굴절률에서 0.8 +/- 0.1 N의 질소 원자 함량에서 수득된다. 질소의 바람직한 범위는 약 0.03 내지 약 0.15원자 함량이고, 0.03의 하한치는 통상적인 Ge:SiO2에 비해 도파관 반경에 약간의 이점을 제공하고 쉽게 감지할 수 있으며, 상한치로서 0.15는 약 0.5mm의 반경을 제공한다.
SiON:D 물질의 상대 원자 함량에서의 바람직한 조성은 다음과 같다.
원소 상대 원자 함량
Si 1
O 1.9
N 0.05-0.10
D 0.05-0.15
H <0.01
전술한 바와 같이, SiON 도파관의 제조를 위한 하나 또는 두 개의 전구체, 즉 NH3 및 SiH4는 중수소화될 수 있다. 5개의 전구체 혼합물을 적외선 흡수 및 광 손실 평가에 사용하였다. 하기 표는 표준 어닐링된 수소화된 SiON:H 물질(M1)과 비교하여 개선율을 나타낸다.
혼합물 개선 주목
M1 SiH4/NH3/N2O -- 참고 SiON
M2 SiD4/ND3/N2O 5-7배 모두 중수소화됨
M3 SiH4/ND3/N2O 저조 SiH4 및 N2O
M4 SiD4/--/N2O 저조 기타 화학
M5 SiD4/NH3/N2O 없음 NH3 함유
M4에서 "기타 화학"이란 SiH/NH/NO(또는 그의 D-동위체)를 사용하는 보통의 플라즈마 화학이 아니라, 오히려 NH를 사용하지 않은 SiH/NO가 존재하므로, 화학 반응 또는 합성 경로가 상이함을 의미한다.
이는 이제껏 SiON:H에서 N-H의 최대 기여가 현 SiH4/NH3/N2O 혼합물에서의 NH3 기체로부터 유래됨을 의미한다.
5 내지 7배의 1510nm에서의 광 손실의 개선은, 어닐링 이후 표준 SiON:H 수소화된 결과와 비교하여, 어닐링없이 세트 M2를 사용하여 얻어진다. 단위 dB/cm의 손실 값을 하기 표 2에서 비교한다(참조: 도 2).
공정 1510nm에서의 손실 1540nm에서의 손실
표준 SiON:H 1.0±0.2 0.13±0.02
M2 SiON:D 0.16±0.02 0.07±0.02
본 발명에 따른 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 규소 웨이퍼를 고온에서 산소 확산에 의해 한정된 두께로 산화시키는 단계,
b) 플라즈마-CVD에 의해 SiON 도파관 층을 침착시키는 단계,
c) 리소그래피(lithography) 및 에칭을 통해 SiON 코어 층에 리지(ridge) 구조를 한정하는 단계,
d) 플라즈마-CVD 또는 열 CVD에 의해 SiO2를 사용하여 코어/리지 구조를 과도성장시키는 단계,
e) 과도성장 층을 조밀화시켜 복굴절을 조정하는 단계, 및
f) 웨이퍼를 개별적인 칩으로 절단하고 개별적인 소자의 광 입력/출력 부면(facet)을 연마하는 단계.
도 3은 압축 응력을 온도의 함수로서 나타낸다. 본 발명에 따른 물질(SiON:D)이 종래에 제조된 물질(SiON:H)보다 상당히 낮은 응력 수치를 가짐을 알 수 있다.
도 4에는, 도파관에서 압축 응력에 대한 복굴절의 예상 의존도가 작도되어 있다. 본 발명에 따른 물질에 대한 약 -80MPa의 수치에서, 복굴절이 매우 감소됨을 분명히 인지할 수 있다.
제안된 방법의 명백한 이점은 광범위한 광 대역폭을 갖는 매우 낮은 손실의 물질을 유발시키는 SiON에서의 N-H 관련 흡수의 완전한 제거이다. 다음의 두 가지 이유, 즉 (i) 적은 중수소화된 기체 용적이 소비되고, (ii) 고온 어닐링과 같은 값비싼 제조 공정 단계가 제거되는 두 가지 이유 때문에, PECVD로 실행되는 경우, 제안된 기법은 저비용의 대량 생산 기술이 된다. 따라서, 보다 빠른 웨이퍼 회송 시간이 얻어진다.
어닐링 주기를 취소하면 공정 작업흐름이 단순화되고, 광범위한 온도 창의 사용이 허용되므로 광범위한 공정 범위가 제공되어, 기타 클래딩/소결 처리(조밀화)의 설계가 응력 관련 효과를 추가로 저하시킨다. 새로운 공정 범위를 사용하여 응력 조정 및 제 1 회를 위한 적절한 온도 주기를 신중하게 최적화시켜 광 도파관을 추가의 하이브리드 집적화를 위해 통상적인 CMOS 공정으로 집적화시킬 수 있다. 광 시계 분배, 광 수신기 또는 열 조율을 위한 전원 구동기에 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 규소(Si), 산소(O) 및 질소(N)를 필수적으로 포함하고, 추가로 중수소(D) 및 수소(H)를 포함하는 도파관 재료 조성물에 있어서,
    규소에 대한 상대 원자 함량을 기준으로 D의 농도가 약 0.03 내지 약 0.20이고, H의 농도가 0.01 미만임을 특징으로 하는
    도파관 재료 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    D의 농도가 약 0.05 내지 약 0.15인 도파관 재료 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    질소의 농도가 0.05 내지 0.10인 도파관 재료 조성물.
  4. PECVD 공정에 의한 실리콘 옥시니트라이드(SiON) 물질을 기본으로 하는 평면 광 도파관의 제조방법에 있어서,
    출발 물질로서 중수소화된 기상 전구체가 사용되고, 공정 단계 도중 도달하는 최대 온도가 약 550 내지 약 850℃임을 특징으로 하는
    평면 광 도파관의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    온도 범위의 보다 높은 수치가, 수득된 SiON 물질의 조밀화가 요구되는 경우에만 도달되는 평면 광 도파관의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    중수소화된 기상 전구체가 SiD4 및 ND3인 평면 광 도파관의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중수소화된 전구체중 하나만이 사용되는 평면 광 도파관의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기상 전구체가 둘다 사용되는 평면 광 도파관의 제조방법.
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