KR100527107B1 - 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 - Google Patents

광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR100527107B1 KR10-2003-0083066A KR20030083066A KR100527107B1 KR 100527107 B1 KR100527107 B1 KR 100527107B1 KR 20030083066 A KR20030083066 A KR 20030083066A KR 100527107 B1 KR100527107 B1 KR 100527107B1
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Abstract

본 발명은 실리카 및 폴리머 재료를 이용한 하이브리드형 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법에 관하여 개시한다. 기판 상에 실리카로 하부 클래드층, 중심 코어층, 상부 클래드층을 적층하고 포토리소그라피 및 식각 공정으로 패터닝하여 광도파로를 형성한다. 이 때 실장될 능동 광소자와 광도파로 중심 코어의 수직 정렬에 기여하는 테라스의 위치를 고려하여 식각 깊이를 결정한다. 상기 광도파로 측부의 기판 상에 폴리머로 상부 클래드층을 형성하고 표면을 평탄화한다. 상기 트렌치 영역의 상부 클래드층을 식각하여 하부 클래드층을 노출시키고, 노출된 하부 클래드층를 소정 깊이 식각하여 테라스를 형성한다. 상기 트렌치 영역의 하부 클래드층 상에 솔더 패드 및 금속 배선 형성하고, 광축이 상기 광도파로 코어층의 중심과 정렬되도록 상기 테라스 상에 광소자를 실장하는 동시에 솔더 패드 및 금속 배선과 상기 광소자를 전기적으로 연결한다.

Description

광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 {Optical waveguide platform and method for manufacturing the same}
본 발명은 평면 광도파로형 플랫폼의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광소자를 플립칩 본딩으로 실장할 수 있는 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 등으로 이루어지는 기판 상에 화염 가수 분해 증착(FHD; Flame Hydrolysis Deposition) 또는 플라즈마 촉진 화학기상증착(PE-CVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방법으로 평면 광도파로형 광소자를 제조하는 기술에서는 수동 광소자의 제조가 가능하지만, 레이저 다이오드(laser diode: LD) 등과 같은 발광 소자, 포토 다이오드(Photo diode: PD)와 같은 수광 소자 및 기타 능동 광소자가 가지고 있는 전기 광학적 기능이나 광 능동 기능을 구현하기 어렵다. 따라서 광 스위칭, 광 교환, 광 신호 발송 및 수신 등의 기능을 구현하기 위해서는 별도의 능동 소자 칩을 광도파로 소자와 함께 하이브리드 실장하여 광도파로의 광 수동 소자 기능과 반도체 능동 소자의 광 능동 기능을 동시에 만족시키는 방법을 이용한다. 이 경우 일반적으로 반도체 공정 기술로 제조되는 칩 형태의 소형 광 능동 소자를 광도파로 소자에 정밀하게 실장하여 광 접속 손실이 충분히 작아지게 해야 하는데, 이를 위해 플립칩 본딩 등의 적절한 방법으로 광 능동 소자를 실장할 수 있는 광도파로 플랫폼이 필요하다.
도 1a 내지 도 1g는 종래의 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 실리콘 기판(10)을 이방성 식각하여 소정 부분에 돌출된 형태의 테라스(terrace)(12)를 형성한다.
도 1b를 참조하면, 상기 테라스(12)를 포함하는 실리콘 기판(10) 상에 실리카로 이루어지는 하부 클래드(clad)층(22)을 형성한다. 이 때 상기 테라스(12)의 단차로 인하여 상기 하부 클래드층(22)의 표면에도 굴곡이 형성된다.
도 1c를 참조하면, 상기 테라스(12)의 단차로 인해 생긴 상기 하부 클래드층(22) 표면의 굴곡을 제거하기 위하여 상기 하부 클래드층(22)의 소정 두께를 연마하여 표면을 평탄화시킨다.
도 1d를 참조하면, 상기 평탄화된 하부 클래드층(22a) 위에 중심 코어(core)층(24) 및 상부 클래드층(26)을 형성한다.
도 1e를 참조하면, 광소자 실장 위치(28)의 상기 테라스(12)가 노출되도록 상기 상부 클래드층(26), 중심 코어층(24) 및 하부 클래드층(22a)을 순차적으로 건식 식각한다.
도 1f를 참조하면, 상기 광소자 실장 위치(28)의 노출된 상기 테라스(12) 위에 절연막(32)을 형성한 후 상기 절연막(32) 및 상부 클래드층(26)의 소정 부분에 전극 및 UBM(under bump metal) 패드 형성을 위한 금속막(34)을 형성한다.
도 1g를 참조하면, 상기 UBM 패드 형성용 금속막(34) 위에 솔더를 증착하고 레이저 다이오드(LD) 또는 포토 다이오드(PD) 등과 같은 반도체 칩으로 이루어지는 광소자(40)를 실장한다. 그리고 상기 UBM 패드 형성용 금속막(34)과 상기 전극 형성용 금속막(34)을 금속선(41)으로 연결한다.
상기와 같은 종래의 기술에서는 테라스를 형성하기 위해 실리콘 기판을 정밀하게 가공해야 하므로 별도의 마스크를 이용한 포토리소그라피(photolithography) 공정이 필요할 뿐만 아니라, 가공 과정에서 결정 방향이 틀리면 정확한 패턴이 형성되지 않기 때문에 공정 진행에 여러가지 제약이 따른다. 또한, 테라스의 단차에 의해 광도파로 소자에도 굴곡이 야기될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 실리카로 이루어진 하부 클래드층을 연마하여 평탄화시키는데, 실리카로 이루어지는 하부 클래드층은 수십 ㎛ 정도로 매우 얇게 형성되기 때문에 정밀한 연마가 어려울 뿐 아니라, 연마 두께의 편차에 의해 광도파로가 부분적으로 유실되는 등의 문제가 발생된다.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 실리콘 기판(50) 상에 하부 클래드층(51) 및 코어층(52)을 순차적으로 적층한다.
도 2b를 참조하면, 광소자가 실장될 트렌치(trench) 영역의 상기 코어층(52) 및 하부 클래드층(51)을 광도파로 패턴으로 원하는 깊이까지 건식 식각한다.
도 2c를 참조하면, 상기 식각된 트렌치 영역의 노출된 하부 클래드층(51) 표면에 식각정지막(53)을 형성한다.
도 2d를 참조하면, 상기 하부 클래드층(51), 코어층(52) 및 식각정지막(53)을 포함하는 전체 상부면에 상부 클래드층(54)을 형성한다.
도 2e를 참조하면, 상기 트렌치 영역의 상부 클래드층(54)을 식각하여 식각정지막(53)을 노출시킨다.
도 2f를 참조하면, 상기 트렌치 영역의 식각정지막(53) 상에 광소자 구동용 전력 공급을 위한 금속 및 솔더(55)를 형성한다.
도 2g를 참조하면, 상기와 같이 형성된 금속 및 솔더(55) 위에 광소자(56)를 플립 칩 본딩(flip-chip bonding) 방법으로 실장한다.
상기와 같은 종래의 기술에서는 광 소자가 실장될 트렌치 영역의 코어층 및 하부 클래드층을 식각한 후 식각된 트렌치 영역의 하부 클래드층 표면에 식각정지막 패턴을 형성하는데, 광 도파로 패턴이 수 ㎛ 정도의 미세한 폭으로 형성되기 때문에 식각정지막을 패터닝하기 위한 리소그라피 공정 과정에서 미세한 광 도파로 패턴이 마스크 접촉 등의 기계적인 충격에 의해 손상될 수 있다. 또한 식각정지막은 기본적으로 실리카와는 다른 물질로 이루어지기 때문에 상부 클래드층 형성 과정에서의 고온 열처리에 의해 식각정지막이 변형되거나 균열될 수 있어 정확한 크기의 테라스 형성이 어렵고, 식각정지막의 산화 및 부식 등으로 인하여 코어층의 변형과 굴절률 변화가 초래되어 광소자의 특성이 열화된다.
더욱이 상기한 종래 기술들을 적용하는 경우 실리카로 이루어진 상부 클래드층을 고온 열처리하는 과정에서 광도파로의 코어층이 변형되거나 용융되기 때문에 이에 따른 손상을 방지하기 위해 코아층의 용융 온도보다 상당히 낮은 온도에서 열처리가 가능한 오버 클래드 도파막의 조성이 필요하다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술에서의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 고속 동작이 가능하도록 광도파로 소자와 광소자가 하이브리드 실장된 광도파로 플랫폼을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 실리콘 기판을 식각하거나, 클래드층을 연마하거나, 두께 조절층을 형성하는 단계가 포함되지 않는 제조 과정이 간단한 광도파로 플랫폼 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광도파로 플랫폼은 광도파로 영역 및 광소자 실장을 위한 트렌치 영역을 제공하는 기판과, 상기 기판의 광도파로 영역 일부분에 형성되며 하부 클래드, 코어 및 제 1 상부 클래드가 적층된 구조의 광도파로와, 상기 광도파로의 측벽과 인접되도록 상기 기판의 광도파로 영역에 형성된 제 2 상부 클래드와, 상기 기판의 트렌치 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 테라스와, 광축이 상기 광도파로 코어의 중심과 정렬되도록 상기 테라스 상에 실장된 광소자와, 상기 광소자와의 전기적인 연결을 위해 상기 트렌치 영역에 형성된 패드 및 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광도파로 플랫폼 제조 방법은 광도파로 영역 및 광소자 실장을 위한 트렌치 영역으로 이루어지는 기판이 제공되는 단계와, 상기 기판 상에 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 제 1 상부 클래드층, 코어층 및 하부 클래드층의 일부를 패터닝하여 상기 광도파로 영역의 일부분에 광도파로를 형성하고 상기 광도파로의 측벽을 광학적 거울면으로 만드는 단계와, 전체 상부면에 제 2 상부 클래드층을 형성한 후 상기 광도파로 영역의 제 2 상부 클래드층 상에 제 1 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 트렌치 영역의 노출된 제 2 상부 클래드층을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트랜치의 노출된 하부 클래드층 상에 제 2 마스크 패턴을 형성한 후 노출된 부분의 상기 하부 클래드층을 소정 깊이 식각하여 테라스를 형성하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 제거한 후 상기 트렌치의 하부 클래드층 상에 솔더 패드 및 금속 배선 형성하는 단계와, 광축이 상기 광도파로 코어층의 중심과 정렬되도록 상기 테라스 상에 광소자를 실장하는 동시에 상기 솔더 패드 및 금속 배선과 상기 광소자를 전기적인 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광도파로의 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층과 상기 제 2 상부 클래드층은 열광학 특성이 서로 다른 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 광도파로의 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층은 실리카로 형성하고, 상기 제 2 상부 클래드층은 폴리머로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 상부 클래드층을 형성한 후 상기 광도파로의 단차로 인해 생긴 표면의 굴곡을 제거하기 위해 상기 제 2 상부 클래드층을 평탄화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광도파로 플랫폼 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도로서, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3a를 참조하면, 기판(100) 상에 하부 클래드층(210), 중심 코어층(220) 및 상부 클래드층(230)을 순차적으로 적층한다. 상기 기판(100)으로는 실리콘 기판을 사용할 수 있으며, 상기 하부 클래드층(210), 중심 코어층(220) 및 상부 클래드층(230)은 실리카를 화염가수분해(FHD), PECVD 등의 방법으로 증착하여 형성할 수 있다. 상기 하부 클래드층(210)의 경우 고압 열산화(HiPOx, High Pressure Oxydation) 실리카막 등으로 형성하여도 무방하다.
상기와 같이 하부 클래드층(210), 중심 코어층(220) 및 상부 클래드층(230)을 형성한 후에는 폴리머로 형성될 상부 클래드층(250)의 굴절률과 실장될 능동 광소자와의 수직 정렬을 위하여 각 층의 굴절률과 두께를 정확히 측정한다.
도 3b를 참조하면, 상기 상부 클래드층(230), 중심 코어층(220) 및 하부 클래드층(210)을 패터닝하여 광도파로(200)를 형성하고, 광도파로(200)의 실리카 측벽(240)을 광학적 거울면으로 만든다. 즉, 상기 상부 클래드층(230), 중심 코어층(220) 및 하부 클래드층(210)의 일부 두께를 순차적으로 건식 식각하여 광도파로(200)를 형성하고 상기 광도파로(200) 측벽(240)의 표면 조도를 파장의 1/10보다 작게 만들어 광학적 거울면이 형성되도록 한다. 이 때 상기 광도파로(200)를 제외한 식각된 부분 중 트렌치(310) 영역의 일부는 능동 광소자(500)가 실장되는 테라스(320)의 상단이 되므로 광소자(500)의 광축과 광도파로(200) 코어층(220)의 중심이 수직 방향으로 정밀하게 정렬될 수 있도록 하기 위해서는 식각 깊이를 조절해야 한다. 또한, 상기 실리카 측벽(240)의 두께를 조절하면 입출력되는 광의 추가 결합 손실을 감소시킬 수 있다.
상기 실리카로 이루어진 일정 두께의 측벽(240)은 코어층(220)과 폴리머로 형성되는 상부 클래드층(250)의 경계면이 능동 광소자(500)가 방출하는 열에 의해 손상되는 것을 막아주는 역할을 한다.
도 3c를 참조하면, 상기 광도파로(200)를 포함하는 노출된 하부 클래드층(210) 상에 폴리머로 상부 클래드층(250)을 형성한다. 상기 폴리머는 스핀 코팅(spin coating)한 후 열처리 및 자외선 처리한다. 또한, 상기 광도파로(200)의 단차로 인해 생긴 폴리머 표면의 굴곡을 제거하기 위해 표면을 평탄화시키면 후속 금속 증착 등의 공정을 용이하게 실시할 수 있다.
본 발명의 광도파로 플랫폼에 실리카와 폴리머 두 물질의 열광학 계수차를 이용한 광 스위칭, 파장 분할 및 광 감쇄 등의 기능성 광도파로 소자가 포함되는 경우 상기 폴리머의 굴절률은 광소자의 특성에 맞게 결정되어야 하며, 필요에 따라 실리카로 이루어진 상부 클래드층(230)이 노출될 때까지 폴리머를 식각할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 광소자가 실장될 위치를 한정하는 트렌치 형성을 위해 광도파로(200)와 상부 클래드층(250) 상에 크롬 등의 금속으로 마스크 패턴(270)을 형성한다. 그리고 노출된 부분의 상부 클래드층(250)을 식각하여 트렌치(310)를 형성한다. 이 때 하부 클래드층(210)이 노출되도록 트렌치(310) 영역의 상부 클래드층(250)을 완전히 제거하고, 사용된 상기 마스크 패턴(270)은 제거하지 않는다. 상기 트렌치(310) 영역의 상부 클래드층(250)은 유도결합플라즈마 (ICP ; Inductively Coupled Plasma) 식각 방법 혹은 반응성 이온 식각(RIE ; Reactive Ion Etching) 방법 등의 건식 식각으로 제거한다.
상기 트렌치(310)를 통해 노출되는 광도파로(200)의 측벽(240)에는 광도파로(200)의 중심 코어층(220)이 노출되며, 노출된 중심 코어층(220)은 실장될 능동 광소자(500)의 광축과 정렬되어 광학적으로 연결되게 된다. 종래의 기술에서는 광도파로 제작 과정에서 광소자의 광축이 위치되는 깊이가 정해지지만, 본 발명에서는 광도파로의 제작이 완료된 상태에서 트렌치(310)의 깊이 조절을 통해 광소자와의 정렬축을 조절할 수 있으므로 어떤 종류의 광소자도 용이하게 실장할 수 있게 된다.
도 3e를 참조하면, 포토리소그라피 공정으로 상기 트랜치(310)의 노출된 하부 클래드층(210) 상에 테라스 형성을 위한 마스크 패턴(280)을 형성한다. 그리고 노출된 부분의 하부 클래드층(210)을 소정 깊이 건식 식각하여 테라스(320)를 형성한다. 이 때 상기 트렌치(310) 형성시 사용된 마스크 패턴(270)이 그대로 잔류된 상태에서 식각이 진행되기 때문에 테라스(320)만을 부분적으로 형성할 수 있다.
상기 테라스 형성용 마스크 패턴(280)은 크롬 등의 금속을 증착하여 박막을 형성한 후 리프트-오프 방법 등으로 패터닝하여 형성한다.
또 다른 실시예로서, 상기 광도파로(200)를 형성한 후 상기 상부 클래드층(250)을 형성하기 위한 폴리머 증착 전에 트렌치 영역에 상기와 같이 테라스(320)를 형성할 수도 있다.
도 3f를 참조하면, 상기 마스크 패턴(270 및 280)을 제거한 후 상기 테라스(320)의 바닥면에 솔더 패드 및 전극 배선 형성을 위한 UBM(under bump metal) 금속막(410)을 형성한다. 상기 UBM 금속막(410)은 예를 들어, Ti/Pt/Au 혹은 Cr/Ni/Au 등의 금속을 순차적으로 열증착 혹은 전자빔 증착하고 리프트-오프(lift-off) 등의 방법을 이용하여 형성한다. 이 후 InPb, PbSn 또는 AuSn 등의 합금으로 이루어지는 솔더(420)를 상기 금속막(410)으로 이루어진 솔더 패드 상에 증착한다. 도면에서 부호 430은 상기 테라스(320) 혹은 UBM 금속막(410) 증착시 형성되는 정렬키를 지시한다.
도 3g를 참조하면, 상기 솔더(420)의 재질이 PbSn인 경우 200℃ 이하의 온도에서 녹인 후 레이저 다이오드(LD), 포토 다이오드(PD) 등의 광소자(500)를 실장하고 냉각시키며, 상기 솔더(420)의 재질이 AuSn인 경우 실장되는 칩의 온도를 300℃ 이상 가열한 상태에서 금속선(510)을 전극에 접속시킨다. 즉, 상기 광도파로(200)의 코어층(220) 중심과 상기 광소자(500)의 광축이 정렬되도록 상기 테라스(320) 상에 광소자(500)를 실장하는 동시에 솔더(420)를 사용하여 상기 솔더 패드 및 금속 배선과 상기 광소자(500)를 전기적인 연결시킨다.
상기 광소자(500)를 실장할 때 광도파로(200) 코어층(220)의 중심축과 광소자(500)의 입출력 광축이 정밀하게 정렬되어야 한다. 수직 방향의 정렬은 상기 트렌치(310)의 깊이에 의해 정해질 수 있으며, 수평 방향의 정렬은 상기 테라스(320) 혹은 UBM 금속막(410) 증착시 형성되는 정렬키(430)와 광소자(500)에 형성된 정렬키를 이용하여 정밀하게 정렬할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 실리카를 이용하여 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층이 적층된 광도파로를 형성한 후 이종 물질인 폴리머를 이용하여 광도파로 측면에 상부 클래드층을 형성한다. 그리고 광소자가 실장될 위치의 상부 클래드층을 식각하여 트렌치를 형성하고, 트랜치 내에 광소자가 놓일 테라스를 형성한다. 따라서 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 종래에는 상부 클래드층을 형성하기 위해 실리카를 증착하는 과정에서 고온 열처리에 의해 코어층이 변형되거나 용융되었으나, 본 발명은 광도파로를 형성한 상태에서 코어에 변형을 주지 않는 온도 범위 내에서 폴리머 상부 클래드층을 형성하기 때문에 코어층의 변형이나 용융이 방지된다. 즉, 광도파로와 상부 클래드층이 서로 다른 물질로 형성되기 때문에 광도파로의 실리카 상부 클래드층의 용융 온도를 코어층의 용융 온도와 같게 할 수 있다. 그러므로 별도로 조성을 조절하지 않고 코어층의 조성에서 굴절률 조절 물질만 제거하여 상부 클래드층을 조성할 수 있다. 또한, 광도파로가 형성된 상태에서 트렌치 및 테라스가 형성되기 때문에 도파로 패턴의 손상이나 변형이 발생되지 않는다.
둘째, 종래에는 실리콘 기판을 가공하여 테라스를 만들었으며, 테라스의 단차로 인한 표면 굴곡을 제거하기 위해 하부 클래드층의 표면을 평탄화하였으나, 본 발명은 실리콘 기판을 가공하지 않으므로 기판의 사용에 제한이 따르지 않으며, 별도의 평탄화 공정을 필요로 하지 않는다. 또한, 두 개의 마스크 패턴을 이용하여 트렌치 및 테라스를 형성하기 때문에 식각정지막을 필요로 하지 않는다. 따라서 복잡한 과정을 생략할 수 있어 공정이 단순화된다.
셋째, 본 발명에 따르면 클래드를 구성하는 폴리머와 코어를 구성하는 실리카가 서로 반대의 열광학 특성을 가지기 때문에 광소자와 결합되는 구도에서 광소자로부터 발생되는 열에 의해 광도파로의 굴절률 차가 증가됨으로써 개구수 증가 및 모드 크기 감소 등의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 코어의 폭을 가감시키거나 분할하여 모드 크기를 변화시키는 종래의 기술과는 달리 발광 소자와의 모드 크기 일치(matching)가 가능하도록 한다.
넷째, 본 발명에 따르면 열광학 특성이 서로 다른 실리카와 폴리머를 이용하는 광 스위칭, 파장 분할 및 광 감쇄와 같은 기능성 광소자를 단일 기판에 용이하게 집적시킬 수 있어 전체 소자의 크기를 감소시킬 수 있다.
다섯째, 광도파로의 손상을 유발시키지 않으며 보다 간단한 방법과 낮은 비용으로 광도파로 플랫폼을 제조할 수 있다.
도 1a 내지 도 1g는 종래의 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예 따른 광도파로 플랫폼 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 광도파로 플랫폼의 전체 구조도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100: 기판 12, 320: 테라스
22, 22a, 51, 210: 하부 클래드층 24, 220: 중심 코어층
26, 54, 230, 250: 상부 클래드층 28: 광소자 실장 위치
32: 절연막 34, 410: 금속막
40, 56, 500: 광소자 41, 510: 금속선
50: 실리콘 기판 52: 코어층
53: 식각 정지막 55, 420: 솔더
200: 광도파로 240: 측벽
270, 280: 마스크 패턴 310: 트렌치
430: 정렬키

Claims (10)

  1. 광도파로 영역 및 광소자 실장을 위한 트렌치 영역을 제공하는 기판과,
    상기 기판의 광도파로 영역 일부분에 형성되며 하부 클래드, 코어 및 제 1 상부 클래드가 적층된 구조의 광도파로와,
    상기 광도파로의 측벽과 인접되도록 상기 기판의 광도파로 영역에 형성된 제 2 상부 클래드와,
    상기 기판의 트렌치 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 테라스와,
    광축이 상기 광도파로 코어의 중심과 정렬되도록 상기 테라스 상에 실장된 광소자와,
    상기 광소자와의 전기적인 연결을 위해 상기 트렌치 영역에 형성된 패드 및 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로의 하부 클래드, 코어 및 제 1 상부 클래드와 상기 제 2 상부 클래드는 열광학 특성이 서로 다른 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광도파로의 하부 클래드, 코어 및 제 1 상부 클래드는 실리카로 이루어지고, 상기 제 2 상부 클래드는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 하부 클래드를 이루는 실리카는 고압 열산화 실리카인 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로의 측벽이 광학적 거울면으로 형성된 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로의 측벽에 상기 광소자로부터 발생되는 열에 의한 손상을 막기 위해 소정 두께의 실리카층이 더 구비된 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼.
  7. 광도파로 영역 및 광소자 실장을 위한 트렌치 영역으로 이루어지는 기판이 제공되는 단계와,
    상기 기판 상에 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층을 순차적으로 형성하는 단계와,
    상기 제 1 상부 클래드층, 코어층 및 하부 클래드층의 일부를 패터닝하여 상기 광도파로 영역의 일부분에 광도파로를 형성하고 상기 광도파로의 측벽을 광학적 거울면으로 만드는 단계와,
    전체 상부면에 제 2 상부 클래드층을 형성한 후 상기 광도파로 영역의 제 2 상부 클래드층 상에 제 1 마스크 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 트렌치 영역의 노출된 제 2 상부 클래드층을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계와,
    상기 트랜치의 노출된 하부 클래드층 상에 제 2 마스크 패턴을 형성한 후 노출된 부분의 상기 하부 클래드층을 소정 깊이 식각하여 테라스를 형성하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 제거한 후 상기 트렌치의 하부 클래드층 상에 솔더 패드 및 금속 배선 형성하는 단계와,
    광축이 상기 광도파로 코어층의 중심과 정렬되도록 상기 테라스 상에 광소자를 실장하는 동시에 상기 솔더 패드 및 금속 배선과 상기 광소자를 전기적인 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광도파로의 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층과 상기 제 2 상부 클래드층은 열광학 특성이 서로 다른 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광도파로의 하부 클래드층, 코어층 및 제 1 상부 클래드층은 실리카로 형성하고, 상기 제 2 상부 클래드층은 폴리머로 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼 제조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 상부 클래드층을 형성한 후 상기 광도파로의 단차로 인해 생긴 표면의 굴곡을 제거하기 위해 상기 제 2 상부 클래드층을 평탄화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 플랫폼 제조 방법.
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