KR100815358B1 - 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지 - Google Patents

경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광변조기 패키지에 관한 것으로서, 특히 광잡음을 제거하기 위하여 광변조 어레이의 반사면에 대하여 광투과성 덮개의 표면이 비스듬하도록 제작 또는 위치시킨 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기판; 상기 기판상에 형성된 복수의 광변조 회절부재로 구성되고 입사광을 반사 또는 회절시키는 광변조기 소자; 상기 기판에 상기 광변조기 소자를 에워싸며 형성되어 있는 접합층; 및 상기 광변조기 소자의 광변조 회절부재의 반사면에 바깥쪽 표면이 경사지도록 상기 접합층에 하면이 부착되어 상기 광변조기 소자를 덮고 있는 광투과성 덮개를 포함하여 이루어진 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지가 제공된다.
광변조기, 패키지, 광투과성 덮개

Description

경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지{Optical modulator having tilted cline type window}
도 1은 종래 기술의 정전기 방식 격자 광 변조기를 도시하는 도면.
도 2는 종래 기술에 압전 재료를 가지고 있는 함몰부를 가진 회절형 박막 압전 미세 미러의 측면도.
도 3은 종래의 패키지 구조를 간략하게 도시한 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 패키지 구조의 예시 평면도.
도 5는 종래 기술에 따른 광변조기 패키지의 광잡음을 설명하기 위한 도면.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지의 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지의 단면도이고, 도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
600 : 기판 610 : 광변조 회절부재
630 : 공간확보부재 632 : 광투과성 덮개
본 발명은 광변조기 패키지에 관한 것으로서, 특히 광잡음을 제거하기 위하여 광변조 어레이의 반사면에 대하여 광투과성 덮개의 표면이 비스듬하도록 제작 또는 위치시킨 경사진 광투과성 덮개를 갖는 광변조기 패키지에 관한 것이다.
인터넷 및 휴대전화의 대중화로 정보화시대가 급속도로 진전되고 있으며, 사회 전반에 걸쳐 정보량이 급증하고 있고, 정보화를 위한 인프라구축이 국가사업의 주요 관심사가 되고 있다.
이는 필연적으로 정보의 통신 및 저장을 요구하고 있으며, 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치의 저가화, 소형화, 대용량화 및 디지털화가 이루어지고 있다. 더 빠른 데이터의 전송과 더 많은 정보를 제한된 공간에 저장하고자 하는 요구, 사용자 편이성 및 이동성에 대한 요구 등에 따라 시장수요는 나날이 증가할 뿐 아니라 고급화되고 있다.
한편, 반도체소자 제조공정을 이용하여 미세 미러, 미세렌즈, 스위치 등의 미세 광학부품 및 미세 관성센서, 미세 바이오칩, 미세 무선통신소자를 제작하는 미세제작 기술이 개발되고 있다.
그리고, 미세 제작 기술과 이 기술로 제작한 소자 및 시스템을 일컫는 초소형 전기기계 시스템(MEMs:microelectromechanical systems) 분야가 하나의 제작기술분야 및 응용분야로서 자리잡아 가고 있다.
초소형 전기기계 시스템은 응용의 하나로서 광학분야에 응용되고 있다. 미세제작 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. 별도로 제작한 반도체 레이저를 미리 미세 제작 기술로 제작한 고정대에 장착하고 미세 프레넬렌즈, 광분배기, 45°반사미러를 미세제작 기술로 제작하여 조립할 수 있다. 기존의 광학시스템은 크고 무거운 광학대 위에 미러, 렌즈 등을 조립기구를 이용하여 시스템을 구성한다. 또한 레이저의 크기도 크다. 이렇게 구성한 광학시스템의 성능을 얻기 위해서는 광축 및 반사각, 반사면 등을 꽤 많은 노력을 거쳐서 정렬해야 한다.
그러나, 초소형 광시스템을 이용하게 되면 이러한 기기와 공간, 노력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 광학 시스템과는 다른 차원의 성능을 기대할 수 있을 것이다.
초소형 광시스템은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다.
종래, 이와 같은 초소형 전기기계 시스템 기술을 이용하여 상용화된 제품으로는 가속도계, 압력 센서, 잉크젯 헤드, 하드 디스크용 헤드, 프로젝션 디스플레이, 스캐너 등이 있으나, 최근에는 광통신 기술의 발전과 더불어 더욱 고성능이 요구되는 광통신용 부품 기술에 대한 관심이 점점더 증가하고 있다.
특히, 미세 미러를 제작하여 초소형 전기기계 시스템 방식의 구동체로 구동하는 스위칭 기법을 이용한 공간형 광변조기에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이러한 광변조기는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있다.
상술한 바와 같은 광변조기를 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광변조기 등의 연구가 진행되고 있으며, 이중에서 특히 공간 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 및 표시장치 등의 분야에 사용되고 있다.
이러한 광변조기의 일예로 도 1에 도시된 바와 같은 반사형 변형 가능 격자 광변조기(10)가 있다. 이러한 광변조기(10)는 블룸 등의 미국특허번호 제 5,311,360호에 개시되어 있다. 변조기(10)는 반사 표면부를 가지며 기판(16) 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본(18)을 포함한다. 절연층(11)이 실리콘 기판(16)상에 증착된다. 다음으로, 이산화실리콘 막(12) 및 질화실리콘 막(14)의 증착이 후속한다.
질화실리콘 막(14)은 리본(18)으로부터 패터닝되고 이산화실리콘막(12)의 일부가 에칭되어 리본(18)이 질화물 프레임(20)에 의해 이산화실리콘 막(12)상에 유지되도록 한다.
단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본(118)의 두께와 산화물 공간확보부재(112)의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.
리본(18)상의 반사 표면(22)과 기판(16)의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기(10)의 격자 진폭은 리본(18)(제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본(16)의 반사 표면(22))과 기판(16)(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판(16) 하부의 전도막(24)) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.
그러나, 블룸의 광변조기는 미세 미러의 위치 제어를 위해서 정전기 방식을 이용하는데, 이의 경우 동작 전압이 비교적 높으며(보통 20V 내외) 인가전압과 변위의 관계가 선형적이지 않은 등의 단점이 있어 결과적으로 광을 조절하는데 신뢰성이 높지 않는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 국내 특허출원번호 제 P2003-077389호에는 "박막 압전 광변조기 및 그 제조방법"이 개시되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(201)과, 회절부재(210)를 구비하고 있다.
여기에서, 회절부재(210)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 회절부재(210)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 회절부재(210)는 일정간격(거의 회절부재(210)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(201)의 상면의 전부에 형성된 미세 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
실리콘 기판(201)은 회절부재(210)에 이격 공간을 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(202)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 회절부재(210)의 단부가 부착되어 있다.
회절부재(210)는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(201)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(201)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(201)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(211)를 포함한다.
또한, 회절부재(210)는 하부지지대(211)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(212)와, 하부전극층(212)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(213)와, 압전 재료층(213)에 적층되어 있으며 압전재료층(213)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(214)을 포함하고 있다.
또한, 회절부재(210)는 하부지지대(211)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(212')과, 하부전극층(212')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(213')과, 압전 재료층(213')에 적층되어 있으며 압전재료층(213')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(214')을 포함하고 있다.
그리고, 국내 특허출원번호 제 P2003-077389호에는 위에서 설명한 함몰형외에 돌출형에 대하여 상세하게 설명하고 있다.
한편, 위에서 설명한 블룸의 반사형 광변조기와 삼성전기의 회절형 광변조기를 포함하여 초소형 전기기계 시스템의 경우, 소정의 외부환경, 보다 구체적으로는 온도, 습도, 미세 먼지, 진동 및 충격 등의 외부 환경에 민감하게 반응할 수 있어 적절한 방법에 의한 실링이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 특2001-0053615호에는 "초소형 전기기계 시스템에 밀봉 덮개를 실링하는 방법 및 장치" 에 대한 기술 사상이 개시되어 있다.
먼저, 도 3을 참조하여 대한민국 공개특허공보 제 특2001-0053615호에 개시된 "초소형 전기기계 시스템에 밀봉 덮개가 실링된 장치의 구성"을 상세하게 설명한다.
여기서, 도 3은 투명 덮개가 밀봉 실링되는 실리콘 반도체 장치의 대표 단면도를 도시한 것으로서, 반도체 기판(304)상에는 금속성의 전도 및 반사 외피 (302)를 포함하는 전도성 리본(300)이 형성되어 있고, 상기 리본(300)은 기판(304) 사이에 공기 간격(306)을 두고 반도체 기판(304)위로 형성되어 있다.
또한, 기판(304) 표면에는 절연층(310)에 의하여 피복되는 전도성 전극(308)이 형성되어 있고, 상기 전도성 전극(308)은 리본(300)의 아래에 위치되고 또한 공기 간격(304)의 아래에 위치하게 된다.
여기서, 반사 외피(302)는 기계적 능동 리본(300)의 지역 위로 연장되고 통상적인 본딩 패드(312) 및 그 말단으로서 구성되고 통상적인 절연 부동태 층(314)으로 움직이지 않도록 하고 있으며, 상기 부동태 층(314)은 본딩 패드들(312)이나 리본 구조들(300/302)을 덮지 않는다.
또한, 제어와 전력 신호들은 통상적인 와이어 본딩 구조들(316)을 사용하여 반도체 장치에 연결된다.
통상적인 반도체 제조 기술들에 따르면, 장치들은 반도체 기판의 표면상에 가능한 한 밀집되어 형성되나, 여기에 있어서는 광학 유리가 반도체 장치상에 직접 밀봉 실링되었기 때문에 본딩 패드들(312)은 덮개 실링(sealing) 지역 (318)을 제공하기 위해 리본 구조들(300/302)로부터 상당한 거리만큼 이격되어 형성되어 있고, 납땜 가능 물질(320)이 덮개 실링 지역(318)상에 형성된다.
덮개(322)는 양호한 밀봉을 수행하기 위하여 양질의 광학 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 원치 않는 방사(radiation), 반사도 강화 또는 반사도 감소 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 사용된다.
그러나, 덮개(322)는 상술한 바와 같은 목적에 사용되는 것에 한정되는 것이 아니고 다양한 목적을 위하여 광학적으로 민감한 물질에 의해 코팅되어 있을 수 도 있다.
상술한 바와 같이 덮개가 덮개 실링 지역(318) 위를 덮기에 맞는 적당한 크기로 형성되는 경우, 납땜 가능 물질(324)은 통상적인 반도체 가공 기술들을 사용하여 덮개의 한면의 주위를 둘러싸는 링에 형성된 후, 덮개가 반도체 장치에 결합될 수 있도록 땜납(326)은 납땜 가능한 물질(324) 위로 증착된다.
여기서, 비록 비율에 맞춰 도시되지는 않았지만, 서로간의 간섭을 방지하기 위해 덮개(322)와 리본 구조들(300/302)은 떨어져서 실장(mount)되고, 이에 의하여 상기 기술된 구조들(300/302)은 상부 또는 하부로 자유롭게 이동한다.
도 4는 다양한 지역들이 블록(block)으로 표시된 본 발명에 따른 예시적 장치의 평면도를 도시한 것으로서, 디스플레이 엔진으로 사용되는 회절격자 광밸브의 리본 구조들은 기계적 능동 지역(340)을 구성하고, 상기 덮개 실링 지역(318)은 기계적 능동 지역(340)을 둘러싸도록 위치된다.
이때, 덮개 실링 지역(318)은 패시베이션되고, 초소형 전기기계 시스템에서 통상적으로 발견되는 기계적 능동 소자들은 포함하지 않는다.
또한, 덮개 실링 지역(318)은 덮개가 초소형 전기기계 시스템의 효과적인 동작을 방해할 수 있기 때문에 오프칩(off chip) 인터페이스 구조들이 있는 본딩 패드들을 포함하지는 않으나 능동 전자 소자들을 포함하는 것은 가능하다. 그러나, 덮개 실링 지역(318)이 능동 전자 소자들을 포함하는 경우에는 덮개가 적절히 짝맞출 수 있는 표면을 제공하기 위해 그 지역을 평탄화하는 노력이 기울여져야 한다.
본딩 지역(342)은 덮개 실링 지역(318)을 둘러쌓고 있으며, 반도체 장치로부터 오프칩 회로들 및 시스템들로의 상호 연결을 위해 필요한 소정 개수의 본딩 패드들을 포함한다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 덮개는 일반적으로 광변조기의 반사면에 대하여 평행하게 위치하게 되는데, 그에 따라 광변조기의 반사면과의 상호 산란에 의해 원하지 않은 광잡음을 발생시키며 이것은 광변조기의 성능을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.
도 5는 종래 기술에 따른 광변조기 패키지의 광잡음을 설명하기 위한 도면으로, 도면에서 도면부호 500은 기판이고, 510은 광변조 회절부재이며, 532는 광투과성 덮개이다.
도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 광변조기 패키지는 다음 3가지 형태의 광잡음을 발생시킨다.
(1) 주변 조망 산란 잡음(SLS:Surrounding Landscape Scattering) : 광학계의 반사와 산란에 의해 발생하는 잡음이다.
(2) 윈도우 반사 잡음(WR:Window Reflections) : 광투명성 덮개(특히 광투명창(window))에서 발생하는 반사에 의한 광잡음으로 제1 윈도우 반사잡음(FWR:First WR)과 제2 윈도우 반사 잡음(SWR:Second WR)로 이루어져 있다. 제1 윈도우 반사잡은 광투과성 덮개(532)의 광투명창의 입사광에 대한 반사에 의해 발생하는 광잡음이며, 제2 윈도우 반사잡음은 광변조 회절부재(510)로부터 회절된 회절광에 대한 반사에 의해 발생하는 광잡음이다. 도면에서 제1 윈도우 반사잡음은 입사광 1의 광투과성 덮개(532)의 표면에서 발생하는 반사광 1-1과, 입사광이 광투과성 덮개(532)를 통과하여 안쪽면에서 반사하여 발생하는 반사광 1-2과, 광투과성 덮개(532)의 안쪽에서 반사한 반사광이 다시 바깥면에서 반사하고 다시 안쪽면에서 반사한 반사광 1-3을 포함한다. 그리고, 제2 윈도우 반사잡음은 광변조 회절부재(510)에서 생성된 회절광 2가 광투과성 덮개(532)의 바깥면에서 반사하고 다시 안쪽면에서 반사하여 생성된 반사광 2-1과, 반사광2-1이 바깥면에서 다시 반사하고 다시 안쪽면에서 반사한 반사광 2-2를 포함한다.
(3)간격 바닥 반사잡음(GBR: Gap Bottom Reflection) : 광변조 회절부재(510)의 밑면으로부터의 반사와 산란에 의한 광잡음이다. 도면에는 도시되어 있지 않지만 하나의 광변조 회절부재와 그에 인접한 이웃한 다른 하나의 광변조 회절부재 사이의 갭을 통과한 입사광이 기판(500)에서 반사되어 발생하는 잡음을 말한다.
이와 같은 광잡음은 광변조기와 같은 광소자에 있어 영향이 크며, 특히 광투과성 덮개를 소형화를 위하여 광변조 회절부재에 가깝게 근접시킬 때 그 영향이 크다. 따라서, 광변조기 패키지의 소형화를 위해서는 이러한 광잡음이 제거될 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 베이스 기판에 형성된 광변조기 패키지의 광투과성 덮개를 광변조기 회절부재의 미러층의 반사면에 경사지도록 형성하여 광잡음이 제거되도록 한 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판; 상기 기판상에 형성된 복수의 광변조 회절부재로 구성되고 입사광을 반사 또는 회절시키는 광변조기 소자; 상기 기판에 상기 광변조기 소자를 에워싸며 형성되어 있는 접합층; 및 상기 광변조기 소자의 광변조 회절부재의 반사면에 바깥쪽 표면이 경사지도록 상기 접합층에 하면이 부착되어 상기 광변조기 소자를 덮고 있는 광투과성 덮개를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지는 반도체 기판(600), 반도체 기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610), 광변조 회절부재(610)를 덮고 있는 광투과성 덮개(632)를 구비하고 있다.
기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611), 압전 재료층(612), 상부 전극층(613), 미러층(614)로 구성되어 있다.
광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 전압이 인가되면 압전 재료층(612)이 수축 또는 팽창하여 상하 구동력을 발생시키고 이에 따라 미러층(614)이 상하로 이동한다.
광변조 회절부재(610)의 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 외부로부터 전압을 인가하기 위하여 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 지역에는 하부 전극 신호선(621), 상부 전극 신호선(623)이 형성되어 있으며, 하부 전극 신호선(621)과 상부 전극 신호선(623)의 전기적 절연을 제공하기 위하여 절연층(622)이 형성되어 있다. 그리고, 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 상면에는 부동태층(624)이 형성되어 있다.
그리고, 광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하며, 양호한 밀봉을 수행하기 위하여 양질의 광학 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 원치 않은 방사, 반사도 강화 또는 반사도 감소 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 표면이 반사성 물질로 코팅될 수 있다.
광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하기에 적당한 크기로 형성될 필요가 있다.
그리고, 공간확보부재(spacer)(630)는 통상적인 반도체 가공 기술들을 사용하여 금속 또는 접착제 등을 사용하여 형성되며 광투과성 덮개(632)와 광변조 회절부재(610)의 이격 공간을 제공한다.
이때, 본 발명에 따른 광투과성 덮개(632)는 도면에 도시된 바와 같이 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 대하여 경사지게 기판(600)에 부착된다.
이렇게 광투과성 덮개(632)의 표면이 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 경사지게 광투과성 덮개(632)가 기판(600)에 부착되면 광잡음이 감소된다.
특히, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 광투과성 덮개(632)의 틸트 각도 β를 크게 하면 제1 윈도운 반사 잡음이 크게 개선된다. 즉, 도면에서 틸트 각도 β를 크게 하면 입사광 1에 의한 광투과성 덮개(632)의 바깥 표면과 안쪽 표면에서 반사하는 도면부호 1-1, 1-2, 1-3의 제1 윈도우 반사잡음의 방향을 회절광 2의 출사 방향과 더 멀리 떨어지도록 조절할 수가 있어 제1 윈도우 반사잡음이 제거된다.
도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 경사진 광투명 덮개를 갖는 광변조기 패키지의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 경사진 광투명 덮개를 갖는 광변조기 패키지는, 반도체 기판(600), 반도체 기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610), 광변조 회절부재(610)를 덮고 있는 쇄기 모양의 광투과성 덮개(632)를 구비하고 있다.
기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611), 압전 재료층(612), 상부 전극층(613), 미러층(614)로 구성되어 있다.
광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 전압이 인가되면 압전 재료층(612)이 수축 또는 팽창하여 상하 구동력을 발생시키고 이에 따라 미러층(614)이 상하로 이동한다.
광변조 회절부재(610)의 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 외부로부터 전압을 인가하기 위하여 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 지역에는 하부 전극 신호선(621), 상부 전극 신호선(623)이 형성되어 있으며, 하부 전극 신호선(621)과 상부 전극 신호선(623)의 전기적 절연을 제공하기 위하여 절연층(622)이 형성되어 있다. 그리고, 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 상면에는 부동태층(624)이 형성되어 있다.
그리고, 광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하며, 양호한 밀봉을 수행하기 위하여 양질의 광학 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 원치 않은 방사, 반사도 강화 또는 반사도 감소 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 표면이 반사성 물질로 코팅될 수 있다.
광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하기에 적당한 크기로 형성될 필요가 있다.
그리고, 공간확보부재(spacer)(630)은 통상적인 반도체 가공 기술들을 사용하여 덮개의 한면의 주위를 둘러싸는 링에 금속성 물질 또는 접착제 등으로 형성되며, 광투과성 덮개(632)가 광변조 회절부재(610)와 에어 스페이스를 확보할 수 있도록 한다.
이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광투과성 덮개(632)는 도면에 도시된 바와 같이 쐐기 모양으로 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 대하여 경사지게 기판(600)에 부착된다.
이렇게 광투과성 덮개(632)의 표면이 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 경사지게 광투과성 덮개(632)가 기판(600)에 부착되면 위에서 설명한 바와 같이 제1 윈도우 반사잡음과 제2 윈도우 반사잡음이 감소된다.
즉, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 광투과성 덮개(632)의 틸트 각도 β를 크게 하면 제1 윈도우 반사잡음이 크게 개선된다.
그리고, 광투과성 덮개(632)의 틸트 각도 α를 크게 하면 제2 윈도우 반사잡음을 제거할 수 있다. 즉, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 광변조 회절부재(610)에서 생성된 회절광2가 광투과성 덮개(632)의 안쪽면을 통과한 후에 바깥쪽 면에서 반사되어 반사광2-1을 형성하고 다시 바깥쪽에서 반사된 반사광이 안쪽면에서 반사하여 반사광2-2를 형성하며 이러한 과정을 반복하며 도면부호 2-1, 2-2의 제2 윈도우 반사잡음을 형성하게 되는데, 광투과성 덮개(632)의 틸트 각도 α를 발산각 θ보다 크게 하면 바깥면을 통과하여 출사된 출사광의 방향이 사용하고자 하는 회절광의 출사방향과 멀리 떨어져 회절광을 필터링할 때 반사광의 영향은 약화되어 제2 윈도우 반사잡음에 의한 광잡음이 감소된다.
도 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 갖는 광변조기 패키지의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 경사진 광투과성 덮개를 갖는 광변조기 패키지는, 반도체 기판(600), 반도체 기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610), 광변조 회절부재(610)를 덮고 있는 쇄기 모양의 광투과성 덮개(632)를 구비하고 있다.
기판(600)에 형성된 광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611), 압전 재료층(612), 상부 전극층(613), 미러층(614)으로 구성되어 있다.
광변조 회절부재(610)은 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 전압이 인가되면 압전 재료층(612)이 수축 또는 팽창하여 상하 구동력을 발생시키고 이에 따라 미러층(614)이 상하로 이동한다. 이때 광변조 회절부재(610)은 서로 이웃하는 광변조 회절부재간에 간격이 있어서 그 사이로 입사광이 통과되어 기판(600)의 표면에서 반사되고 광잡음이 된다. 그러나, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 광변조 회절부재(610)가 함몰부의 표면에 대하여 경사가 지도록 형성하면 간격 바닥 반사 잡음이 감소된다. 즉, 도면에서 알 수 있는 바와 같이 기판(600)의 표면에서 반사된 반사광 3은 회절광 2보다 입사광 1쪽에 더 치우친 경로를 가지게 되고 그에 따라 회절광 2를 필터링할 때 그 영향이 감소되어 간격 바닥 반사 잡음이 제거된다.
한편, 광변조 회절부재(610)의 하부 전극층(611)과 상부 전극층(613)에 외부로부터 전압을 인가하기 위하여 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 지역에는 하부 전극 신호선(621), 상부 전극 신호선(623)이 형성되어 있으며, 하부 전극 신호선(621)과 상부 전극 신호선(623)의 전기적 절연을 제공하기 위하여 절연층(622)이 형성되어 있다. 그리고, 기판(600)의 덮개 실링 지역(628)을 벗어난 상면에는 패시베이션층(624)이 형성되어 있다.
그리고, 광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하며, 양호한 밀봉을 수행하기 위하여 양질의 광학 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 원치 않은 방사, 반사도 강화 또는 반사도 감소 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 표면이 반사성 물질로 코팅될 수 있다.
광투과성 덮개(632)는 광변조 회절부재(610)를 직접 밀봉 실링하기에 적당한 크기로 형성될 필요가 있다.
그리고, 공간확보부재(630)은 통상적인 반도체 가공 기술들을 사용하여 덮개의 한면의 주위를 둘러싸는 링에 금속 물질 또는 접착제를 사용하여 형성되며, 광투과성 덮개(632)와 광변조 회절부재(610)이 이격 공간을 확보할 수 있도록 한다.
이때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광투과성 덮개(632)는 도면에 도시된 바와 같이 쐐기 모양으로 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 대하여 바깥면은 경사지게 기판(600)에 부착된다. 그리고 도면에 도시된 바와 같이 광투과성 덮개(632)의 안쪽면은 광변조 회절부재(610)의 미러층(614)의 표면에 대하여 경사지게 부착되어 제1 윈도우 반사 잡음과 제2 윈도우 반사잡음이 감소된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 광투과성 덮개의 바깥면을 경사지게 구성하여 제1 윈도우 반사잡음을 제거할 수 있으며, 광투과성 덮개를 쐐기 모양으로 하여 제2 윈도우 반사잡음을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광변조 회절부재를 기판의 표면에 대하여 경사지게 형성하여 간격 바닥 반사 잡음을 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성된 복수의 광변조 회절부재로 구성되고 입사광을 반사 또는 회절시키는 광변조기 소자;
    상기 기판에 상기 광변조기 소자를 에워싸며 형성되어 있는 접합층; 및
    상기 광변조기 소자의 광변조 회절부재의 반사면에 바깥쪽 표면이 경사지도록 상기 접합층에 하면이 부착되어 상기 광변조기 소자를 덮고 있는 광투과성 덮개를 포함하며,
    상기 광변조기 소자의 상기 광변조 회절 부재는 상기 기판에 의해 지지되며 상기 기판에 이격되어 구동공간을 확보하고 양측에 전압이 인가되면 상기 기판으로부터 멀어지거나 가까워지는 압전재료층을 포함하여 입사광을 회절시키는 것을 특징으로 하는 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광투과성 덮개는 쐐기형 형상으로 바깥면이 상기 광변조기 소자의 광변조 회절부재의 반사면에 경사져 있는 것을 특징으로 하는 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광투과성 덮개는 안쪽면이 상기 광변조기 소자의 광변조 회절부재의 반사면에 경사지어 있는 것을 특징으로 하는 경사진 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변조기 소자는,
    상기 광변조 회절부재가 상기 기판의 표면에 경사지어 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 광투과성 덮개를 가진 광변조기 패키지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101317058B1 (ko) 2013-06-11 2013-10-11 동우옵트론 주식회사 인시츄 가스측정기의 자동교정장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM322031U (en) * 2007-06-15 2007-11-11 Unity Opto Technology Co Ltd Optical control module
US11081413B2 (en) * 2018-02-23 2021-08-03 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package with inner and outer cavities
WO2023153373A1 (ja) * 2022-02-10 2023-08-17 京セラ株式会社 電磁波偏向装置及び電磁波走査装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195406A (ja) * 1988-01-30 1989-08-07 Konica Corp 光ビーム偏向器
US6303986B1 (en) 1998-07-29 2001-10-16 Silicon Light Machines Method of and apparatus for sealing an hermetic lid to a semiconductor die
US20020146200A1 (en) 2001-03-16 2002-10-10 Kudrle Thomas David Electrostatically actuated micro-electro-mechanical devices and method of manufacture
KR20030036665A (ko) * 2000-08-03 2003-05-09 리플렉티버티 인코퍼레이티드 마이크로미러 소자들, 마이크로미러 소자들을 위한 패키지및 이들을 위한 프로젝션 시스템

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311360A (en) * 1992-04-28 1994-05-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Junior University Method and apparatus for modulating a light beam
US5631987A (en) * 1995-06-07 1997-05-20 Reliaspeed, Inc. Low cost, mode-field matched, high performance laser transmitter optical subassembly
JPH09274184A (ja) * 1996-04-04 1997-10-21 Dainippon Printing Co Ltd レンズフィルムおよびそれを用いた面光源装置
US6872984B1 (en) * 1998-07-29 2005-03-29 Silicon Light Machines Corporation Method of sealing a hermetic lid to a semiconductor die at an angle
US6709170B2 (en) * 2001-01-08 2004-03-23 Optical Communications Products, Inc. Plastic encapsulation of optoelectronic devices for optical coupling
US7001083B1 (en) * 2001-09-21 2006-02-21 National Semiconductor Corporation Technique for protecting photonic devices in optoelectronic packages with clear overmolding

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01195406A (ja) * 1988-01-30 1989-08-07 Konica Corp 光ビーム偏向器
US6303986B1 (en) 1998-07-29 2001-10-16 Silicon Light Machines Method of and apparatus for sealing an hermetic lid to a semiconductor die
KR20030036665A (ko) * 2000-08-03 2003-05-09 리플렉티버티 인코퍼레이티드 마이크로미러 소자들, 마이크로미러 소자들을 위한 패키지및 이들을 위한 프로젝션 시스템
US20020146200A1 (en) 2001-03-16 2002-10-10 Kudrle Thomas David Electrostatically actuated micro-electro-mechanical devices and method of manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101317058B1 (ko) 2013-06-11 2013-10-11 동우옵트론 주식회사 인시츄 가스측정기의 자동교정장치

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