KR20010091195A - Structure and manufacturing process for a tunable wavelength selector - Google Patents

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KR20010091195A
KR20010091195A KR1020000012629A KR20000012629A KR20010091195A KR 20010091195 A KR20010091195 A KR 20010091195A KR 1020000012629 A KR1020000012629 A KR 1020000012629A KR 20000012629 A KR20000012629 A KR 20000012629A KR 20010091195 A KR20010091195 A KR 20010091195A
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KR1020000012629A
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김지우
이승섭
권오대
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정명식
학교법인 포항공과대학교
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Abstract

PURPOSE: A structure and a method of manufacturing a turnable wavelength selector are provided to form a turnable wavelength selector by using a DFB(Distributed FeedBack) theory and a MEMS(Micro-Electro Mechanical System) technique in a semiconductor laser. CONSTITUTION: A turnable wavelength selector is formed with a grating(2), an anchor(6,8), and an SDA(Scratch Drive Actuator)(4). The grating(2) as a waveguide is formed by an optical fiber. An incident microwave or light wave passes through the waveguide. The incident microwave or the incident light wave is reflected or transmitted partially by the grating(2). A wavelength of a wave passing the waveguide is determined according to a period of the grating(2). Only center wavelength is passes through in a wavelength band. A desired wavelength is obtained if one part of the grating(2) is fixed and the other is shifted by the SDA(4).

Description

가변 파장추출기의 구조 및 제조방법{STRUCTURE AND MANUFACTURING PROCESS FOR A TUNABLE WAVELENGTH SELECTOR}STRUCTURE AND MANUFACTURING PROCESS FOR A TUNABLE WAVELENGTH SELECTOR}

본 발명은 가변 파장추출기(tunable wavelength selector)의 구조 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 레이저에 사용되는 DFB(distributed feedback)이론을 MEMS(microelectro mechanical system) 기술로 구현한 가변 파장추출기 제조방법 및 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a tunable wavelength selector, and more particularly, to a method and structure for manufacturing a variable wavelength extractor in which distributed feedback (DFB) theory, which is used in semiconductor lasers, is implemented by MEMS (microelectro mechanical system) technology. It is about.

기존에 발표된 가변필터의 경우, 고가의 MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition)나 MBE(molecular beam epitaxy) 장비를 사용하여 기판에 수직방향으로 DBR(distributed bragg reflectors)을 형성한다. 이와 같은 MOCVD나 MBE 장비는 고가이기 때문에, 가변필터의 제작비용이 상승하는 결점이 있다.In the case of the conventional variable filter, expensive braid reflectors (DBRs) are formed in a vertical direction on a substrate by using expensive metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE) equipment. Since such MOCVD or MBE equipment is expensive, the manufacturing cost of the variable filter increases.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 주기 Λ를 갖는 규칙적인 도파로(periodic waveguide) 사이에 일정한 거리 S가 있는 구조물에 마이크로파(micro-wave) 또는 광파(light-wave)가 지나갈 때, 최종적으로 측정되는 파는 주기 Λ와 두 도파로 사이의 거리 S에 의존하는 파장 λ만이 검출된다는 DFB 이론을 근거로, MEMS 기술로 구현한 SDA(scratch drive actuator) 마이크로 액츄에이터(micro actuator)로 규칙적인 도파로 사이의 간격 S를 조절함으로써 출력되는 파장 λ를 가변적으로 추출하는 가변 파장추출기의 구조 및 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this drawback of the prior art, and it is a microwave or light-wave in a structure having a constant distance S between regular waveguides having a period Λ. Is passed, the final measured wave is a scratch drive actuator (SDA) microactuator implemented with MEMS technology based on the DFB theory that only wavelength λ is detected, which depends on the period Λ and the distance S between the two waveguides. It is an object of the present invention to provide a structure and a manufacturing method of a variable wavelength extractor that variably extracts the output wavelength? By adjusting the interval S between regular waveguides.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가변 파장추출기 제조방법에 있어서: 기판의 전표면에 산화층을 형성하는 제 1 단계; 상기 산화층의 전표면에 제 1 폴리실리콘을 증착하는 제 2 단계; 상기 제 1 폴리실리콘의 전표면에 POCl3를 도핑하는 제 3 단계; 상기 제 1 폴리실리콘을 패터닝하여 전극패턴을 형성하는 제 4단계; 상기 제 1 폴리실리콘의 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 제 5 단계; 전표면에 실리콘질화막을 증착하는 제 6 단계; 상기 실리콘질화막의 전표면에 희생층을 형성하는 제 7 단계; 상기 희생층을 선택적으로 특정 깊이만큼 제거하는 제 8 단계; 다수 영역의 상기 희생층을 관통하여 상기 실리콘질화막의 특정 깊이까지 제거하는 제 9 단계; 제 2 폴리실리콘을 상기 희생층이 제거된 부분 및 표면에 증착하는 제 10 단계; 상기 제 2 폴리실리콘의 전표면에 POCl3를 도핑하는 제 11 단계; 표면에 요철을 패터닝하는 제 12 단계; 표면에 TEOS(tetra-ethyl-orthosilicate)를 증착시키는 제 13 단계; 상기 제 2 폴리실리콘의 불필요한 부분을 제거하는 제 14 단계; 상기 희생층을 모두 제거하는 제 15 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a variable wavelength extractor comprising: a first step of forming an oxide layer on the entire surface of a substrate; Depositing first polysilicon on the entire surface of the oxide layer; A third step of doping POCl 3 to the entire surface of the first polysilicon; A fourth step of forming an electrode pattern by patterning the first polysilicon; A fifth step of selectively removing unnecessary portions of the first polysilicon; A sixth step of depositing a silicon nitride film on the entire surface; A seventh step of forming a sacrificial layer on the entire surface of the silicon nitride film; An eighth step of selectively removing the sacrificial layer by a certain depth; A ninth step of removing the silicon nitride film to a specific depth through the sacrificial layer of a plurality of regions; Depositing a second polysilicon on the portion and the surface where the sacrificial layer has been removed; An eleventh step of doping POCl 3 to the entire surface of the second polysilicon; A twelfth step of patterning irregularities on the surface; A thirteenth step of depositing tetra-ethyl-orthosilicate (TEOS) on the surface; A fourteenth step of removing unnecessary portions of the second polysilicon; And a fifteenth step of removing all of the sacrificial layers.

도 1은 본 발명에 따른 가변 파장추출기 구조의 일 실시예를 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing an embodiment of a variable wavelength extractor structure according to the present invention;

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 가변 파장추출기 제조방법의 일 실시예를 공정 단계별로 나타낸 단면도,Figure 2a to 2f is a cross-sectional view showing an embodiment of a method of manufacturing a variable wavelength extractor according to the present invention step by step,

도 3은 본 발명에 따른 가변 파장추출기의 액츄에이터 동작에 따른 스펙트럼을 시뮬레이션을 통하여 얻은 결과를 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the results obtained through the simulation of the spectrum according to the actuator operation of the variable wavelength extractor according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2 : 요철 4 : SDA2: unevenness 4: SDA

6, 8 : 앵커 12 : 기판6, 8: anchor 12: substrate

14 : 산화층 16, 22 : 제 1, 제 2 폴리실리콘14 oxide layer 16, 22 first and second polysilicon

18 : 실리콘 질화막 20 : 희생층18 silicon nitride film 20 sacrificial layer

이하, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention for achieving the above object in detail.

도 1은 본 발명에 따른 가변 파장추출기 구조의 일 실시예를 나타낸 개략도로, 요철(grating)(2), 앵커(anchor)(6, 8), 및 SDA(4)로 구성된다.1 is a schematic view showing an embodiment of a variable wavelength extractor structure according to the present invention, which comprises a grating 2, an anchor 6, 8, and an SDA 4.

동 도면에 있어서, 왼쪽으로부터 입사된 마이크로파 또는 광파는 추출하고자하는 파장대역의 중심파장(center wavelength) λ를 각각 4n으로 나눈 크기의 길이를 갖는 각 요철(2)이 교대로 구성된 주기적인 도파로를 지난다. 여기서 n값은 폴리실리콘(polysilicon)과 공기의 굴절률이다. 상기 요철(2)은 요철의 구조를 갖는 도파로로, 광섬유를 이용하여 형성될 수도 있다.In the figure, the microwave or light incident from the left side passes through a periodic waveguide composed of alternating irregularities 2 each having a length equal to 4n divided by the center wavelength λ of the wavelength band to be extracted. . Where n is the refractive index of polysilicon and air. The unevenness 2 is a waveguide having an uneven structure and may be formed using an optical fiber.

주기적인 도파로에서 마이크로파 또는 광파는 각각의 요철(2)부분에서 부분적인 반사와 투과현상이 나타나게 된다. 요철(2)의 주기에 따라 도파로를 최종 통과하는 파의 파장이 결정되고, 도파로를 이루는 물질의 굴절률과 공기의 굴절률의 차에 비례하여 파장대역이 결정된다. 주기적인 도파로를 지난 마이크로파 또는 광파는 중심파장 λ를 2n으로 나눈 길이를 갖는 공간을 지나서 처음과 동일한 주기를 갖는 도파로를 지나게 된다. 여기서 n은 공기의 굴절률이다.In periodic waveguides, microwaves or light waves show partial reflection and transmission in each uneven portion 2. The wavelength of the wave passing through the waveguide is determined in accordance with the period of the unevenness 2, and the wavelength band is determined in proportion to the difference between the refractive index of the material forming the waveguide and the refractive index of air. After the periodic waveguide, the microwave or light wave passes through the space having the length divided by the center wavelength λ by 2n, and passes through the waveguide having the same period as the first time. Where n is the refractive index of air.

공기와 폴리실리콘의 굴절률의 차에 비례하여 정해지는 파장대역에서 중심파장을 제외한 모든 파장대역은 요철(2)부분에서의 부분적인 반사로 통과되지 못하고, 중심파장만 통과한다. 파가 통과하고 반사하는 비율은 요철(2)의 개수와 비례한다. 두 주기적인 도파로 사이의 간격을 증가시키면, 통과하는 파장은 그에 비례하여 증가하고, 간격을 감소시키면, 통과하는 파장은 그에 비례하여 감소한다.In the wavelength band determined in proportion to the difference between the refractive index of air and polysilicon, all wavelength bands except the central wavelength do not pass through partial reflection in the uneven portion 2, but only the central wavelength passes. The rate at which the wave passes and reflects is proportional to the number of unevennesses 2. Increasing the spacing between two periodic waveguides increases the wavelength passing therethrough, and decreasing the spacing decreases the passing wavelength proportionally.

따라서 요철(2)이 되어있는 한쪽 부분을 고정시키고, 다른 부분을 SDA(4) 액츄에이터로 움직이게 되면, SDA(4)의 이동에 따라 원하는 파장을 얻을 수 있다. 상기 SDA(4)는 마이크로 액츄에이터를 사용할 수 있다.Therefore, if one part which becomes the unevenness | corrugation 2 is fixed, and the other part is moved by the SDA4 actuator, a desired wavelength can be obtained according to the movement of SDA4. The SDA 4 may use a micro actuator.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 가변 파장추출기 제조방법의 일 실시예를 공정 단계별로 나타낸 단면도로, 기판(12), 산화층(14), 제 1, 제 2 폴리실리콘(16, 22), 실리콘질화막(Si3N4)(18), 및 희생층(sacrificial layer)(20)으로 구성된다.2A to 2F are cross-sectional views showing an embodiment of a method of manufacturing a variable wavelength extractor according to the present invention in a step-by-step manner, including a substrate 12, an oxide layer 14, first and second polysilicon 16, 22, Silicon nitride film (Si 3 N 4 ) 18, and a sacrificial layer 20.

SDA(4)의 하부전극으로 사용할 폴리실리콘을 증착하기 위하여,웨이퍼(wafer)를 세척한 후, 도 2a와 같이 습식산화 방법으로 기판(12)의 전표면에 9,500Å 내지 10,500Å 바람직하게는 10,000Å 두께의 산화층(14)을 형성한다. 산화층(14)의 전표면에 전극으로 사용할 제 1 폴리실리콘(16)을 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 방법을 사용하여 575℃ 내지 595℃ 바람직하게는 585℃에서 2,700Å 내지 3,300Å 바람직하게는 3,000Å 두께로 증착한다. 전기 저항을 부여하기 위해 제 1 폴리실리콘(16)의 전표면에 POCl3를 도핑한다. 도핑 후, 제 1 폴리실리콘(16)의 면저항이 8Ω/□ 내지 12Ω/□ 바람직하게는 10Ω/□가 되도록, 프리데포지션(predeposition)과 드라이브-인(drive-in)을 800℃ 내지 900℃ 바람직하게는 850℃에서 25분 내지 35분 바람직하게는 30분간 수행한다. 상기 공정을 마친 웨이퍼를 사진식각하기 위하여, 스핀 코팅기(spin coater)를 사용하여 3,600rpm 내지 4,400rpm 바람직하게는 4,000rpm에서 25초 내지 35초 바람직하게는 30초간 HMDS(hexamethyldisilizane) 용액으로 스핀 코팅을 수행한 후, AZ5214 용액을 사용해서 상기 HMDS 용액으로 스핀 코팅할 때와 같은 조건으로 스핀 코팅을 한번 더 수행하고, 85℃ 내지 95℃ 바람직하게는 90℃ 오븐에 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 소프트베이킹(softbaking)한다. 오븐에서 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 냉각한 후, 사진식각 기법을 사용해서 제 1 폴리실리콘(16)을 패터닝하여 전극패턴을 형성하고, RIE(reactive ion etching) 기법을 사용해서 제 1 폴리실리콘(16)의 불필요한 부분을 선택적으로 제거한다.In order to deposit polysilicon to be used as the lower electrode of the SDA 4, after washing the wafer, the surface of the substrate 12 is preferably 9,500 kPa to 10,500 kPa by the wet oxidation method as shown in FIG. 2A. An oxide layer 14 having a thickness is formed. The first polysilicon 16 to be used as the electrode on the entire surface of the oxide layer 14 is LPG (low pressure chemical vapor deposition) using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method at 575 ° C to 595 ° C, preferably 585 ° C to 2,700Å to 3,300Å. It is deposited to 3,000mm thick. POCl 3 is doped to the entire surface of the first polysilicon 16 to impart electrical resistance. After doping, the predeposition and drive-in are 800 ° C to 900 ° C so that the sheet resistance of the first polysilicon 16 is 8Ω / □ to 12Ω / □, preferably 10Ω / □. Preferably it is performed at 850 degreeC for 25 to 35 minutes, Preferably it is 30 minutes. In order to photo-etch the finished wafer, spin coating is performed with a hexamethyldisilizane (HMDS) solution for 25 seconds to 35 seconds and 30 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm, preferably 4,000 rpm, using a spin coater. After performing, spin coating is carried out once more under the same conditions as when spin coating with the HMDS solution using the AZ5214 solution, and 8 to 12 minutes in an oven at 85 ° C. to 95 ° C., preferably 90 ° C., preferably 10 Softbak for minutes. After the wafer is removed from the oven and cooled at room temperature for 8 to 12 minutes, preferably 10 minutes, the first polysilicon 16 is patterned using photolithography to form an electrode pattern, and a reactive ion etching (RIE) technique. Is used to selectively remove unnecessary portions of the first polysilicon 16.

도 2b와 같이 하부전극과 구조체사이의 절연을 위하여 산화층(14) 및 제 1폴리실리콘(16)의 전표면에 실리콘질화막(18)을 LPCVD 기법으로 2,700Å 내지 3,300Å 바람직하게는 3,000Å의 두께만큼 증착한다. 실리콘질화막(18)의 전표면에 희생층(20)으로 쓰일 TEOS 산화막을 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 기법으로 18,000Å 내지 22,000Å 바람직하게는 20,000Å의 두께만큼 증착시킨다. 부싱몰드(bushing mold)를 건식식각하기 위하여, 스핀 코팅기를 사용하여 3,600rpm 내지 4,400rpm 바람직하게는 4,000rpm에서 25초 내지 35초 바람직하게는 30초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행한 후, AZ5214 용액을 사용해서 상기 HMDS 용액으로 스핀 코팅할 때와 같은 조건으로 스핀 코팅을 한번 더 수행하고, 85℃ 내지 95℃ 바람직하게는 90℃ 오븐에 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 소프트베이킹한다.As shown in FIG. 2B, a silicon nitride film 18 is deposited on the entire surface of the oxide layer 14 and the first polysilicon 16 to form an insulating film between the lower electrode and the structure by using the LPCVD technique. As much as possible. The TEOS oxide film to be used as the sacrificial layer 20 on the entire surface of the silicon nitride film 18 is deposited by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique with a thickness of 18,000 kPa to 22,000 kPa, preferably 20,000 kPa. In order to dry etch the bushing mold, spin coating is performed with a HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds, preferably 30 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm, preferably 4,000 rpm, using a spin coater, followed by AZ5214 solution. Spin coating is carried out once more under the same conditions as when spin coating with the HMDS solution using, and softbaked in an oven at 85 ° C. to 95 ° C., preferably at 90 ° C. for 8 to 12 minutes, preferably for 10 minutes.

오븐에서 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 냉각한 후, 도 2c와 같이 두 번째 사진식각작업을 거치고, RIE 기법을 사용해서 희생층(20)을 선택적으로 특정 깊이만큼 제거한다. 예로, 식각깊이는 장비의 과도식각(over etch)을 고려하여 12,000Å 내지 14,000Å 바람직하게는 13,000Å 식각한다. 구조체와 하부전극을 연결해주는 앵커(6, 8)를 제작하기 위해, 스핀 코팅기를 사용하여 3,600rpm 내지 4,400rpm 바람직하게는 4,000rpm에서 25초 내지 35초 바람직하게는 30초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행한 후, AZ5214 용액을 사용해서 상기 HMDS 용액으로 스핀 코팅할 때와 같은 조건으로 스핀 코팅을 한번 더 수행하고, 85℃ 내지 95℃ 바람직하게는 90℃ 오븐에 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 소프트베이킹을 한다.After the wafer is removed from the oven and cooled at room temperature for 8 to 12 minutes, preferably 10 minutes, a second photolithography process is performed as shown in FIG. 2C, and the sacrificial layer 20 is selectively removed by a specific depth using a RIE technique. do. For example, the etching depth is 12,000Å to 14,000Å, preferably 13,000Å in consideration of the overetch of the equipment. In order to fabricate the anchors 6 and 8 connecting the structure and the lower electrode, spin coating the HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds and 30 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm, preferably 4,000 rpm, using a spin coater. After performing, spin coating is carried out once more under the same conditions as when spin coating with the HMDS solution using the AZ5214 solution, and 8 to 12 minutes in an oven at 85 ° C. to 95 ° C., preferably 90 ° C., preferably 10 Softbak for a minute.

오븐에서 웨이페를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 냉각한 후, 도 2d와 같이 세 번째 사진식각과정을 거치고, RIE 기법을 사용해서 다수 영역의 희생층(20)을 관통하여 실리콘질화막(18)의 23,000Å 정도 깊이까지 제거한다.After removing the wafer from the oven and cooling it at room temperature for 8 to 12 minutes, preferably for 10 minutes, it undergoes a third photolithography process as shown in FIG. 2D, and penetrates the sacrificial layer 20 in multiple regions using the RIE technique. The silicon nitride film 18 is removed to a depth of about 23,000 mm 3.

도 2e와 같이 LPCVD를 사용하여 구조체로 쓰일 제 2 폴리실리콘(22)을 희생층(20)이 제거된 부분 및 표면에 570℃ 내지 600℃ 바람직하게는 585℃에서 18,000Å 내지 22,000Å 바람직하게는 20,000Å 두께로 증착하고, 전도성을 부여하기 위해서 전표면에 POCl3를 도핑한다. 프리데포지션은 800℃ 내지 900℃ 바람직하게는 850℃에서 85분 내지 95분 바람직하게는 90분, 드라이브-인은 800℃ 내지 900℃ 바람직하게는 850℃에서 135분 내지 165분 바람직하게는 150분간 수행한다. 표면에 요철(2)을 패터닝하기 위하여, 전자빔 건조기(e-beam(electron beam) evaporator) 장비를 사용하여 직접전자선 묘사(direct electron beam lithography)를 수행한다. 구성된 요철(2)부분을 보호하기위하여, PECVD를 사용하여 표면에 TEOS를 9,000Å 내지 11,000Å 바람직하게는 10,000Å의 두께만큼 증착시킨다.As shown in FIG. 2E, the second polysilicon 22 to be used as a structure using LPCVD may be 8,000 to 600 ° C., preferably 5 to 52,000 ° C., at a temperature of 8,000 ° C. to 22,000 ° C. at the portion where the sacrificial layer 20 is removed and the surface thereof. It is deposited to a thickness of 20,000 mm 3 and doped with POCl 3 on the entire surface to impart conductivity. The predeposition is from 85 ° C. to 900 ° C., preferably from 850 ° C. to 85 minutes to 95 minutes, preferably from 90 minutes, and the drive-in is from 800 ° C. to 900 ° C., preferably from 850 ° C. from 135 to 165 minutes, preferably from 150 Run for a minute. In order to pattern the unevenness 2 on the surface, direct electron beam lithography is performed using an electron beam evaporator (e-beam) equipment. In order to protect the configured irregularities 2, TEOS is deposited on the surface by a thickness of 9,000 kPa to 11,000 kPa, preferably 10,000 kPa.

스핀 코팅기를 사용하여 3,600rpm 내지 4,400rpm 바람직하게는 4,000rpm에서 25초 내지 35초 바람직하게는 30초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행한 후, AZ5214 용액을 사용해서 상기 HMDS 용액으로 스핀 코팅할 때와 같은 조건으로 스핀 코팅을 한번 더 수행하고, 80℃ 내지 100℃ 바람직하게는 90℃ 오븐에 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 소프트베이킹한다. 오븐에서 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분 바람직하게는 10분간 냉각한다. 네 번째 사진식각작업을 하고, RIE 기법을 사용하여 제 2 폴리실리콘(22)의 불필요한 부분을 제거한다. 웨이퍼를 황산(H2SO4)과 과산화수소수(H2O2)가 2:1로 혼합된 세정액으로 110℃ 내지 130℃ 바람직하게는 120℃ 정도의 열판(hot plate)에 9분 내지 11분 바람직하게는 10분정도 담궈둔다.Spin spin with a HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds, preferably 30 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm, preferably 4,000 rpm, using a spin coater, and then spin coat with the HMDS solution using AZ5214 solution, and Spin coating is carried out once more under the same conditions and softbaked in an oven at 80 ° C. to 100 ° C., preferably at 90 ° C., for 8 to 12 minutes and preferably for 10 minutes. The wafer is removed from the oven and cooled at room temperature for 8 to 12 minutes, preferably 10 minutes. A fourth photolithography process is performed and unnecessary portions of the second polysilicon 22 are removed using the RIE technique. The wafer is a cleaning solution in which sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) are mixed at a 2: 1 ratio in a hot plate of 110 ° C. to 130 ° C., preferably 120 ° C., for 9 to 11 minutes. Soak it for about 10 minutes.

전체를 HF 용액에 10분가량 담궈두어 도 2f와 같이 희생층(20)을 모두 제거하고, 탈이온수(D.I. water)에 담궈둔다. 충분한 시간이 흐른 후, 50℃ 내지 70℃의 메탄올에 5분정도씩 두 번 담근다. 마지막으로 50℃ 내지 70℃의 "P-dechlorobenzene"에 5분정도씩 두 번 담근 후, 승화건조기에서 건조시킨다.The whole is soaked in HF solution for about 10 minutes to remove all of the sacrificial layer 20, as shown in Figure 2f, and soaked in deionized water (D.I. water). After sufficient time has passed, soak in methanol at 50 ° C. to 70 ° C. twice for 5 minutes. Finally, immerse twice in "P-dechlorobenzene" at 50 ℃ to 70 ℃ twice for 5 minutes, then dried in a sublimation dryer.

이와 같은 가변 파장추출기는 광통신에서 사용할 수 있고 이 가변 파장추출기의 액츄에이터 동작에 따른 스펙트럼을 시뮬레이션하면 도 3과 같은 그래프를 얻을 수 있다.Such a variable wavelength extractor can be used in optical communication, and the graph shown in FIG. 3 can be obtained by simulating the spectrum according to the actuator operation of the variable wavelength extractor.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, MOCVD나 MBE 등에 비하여 상대적으로 보편화된 전자빔 건조기 장비를 사용하여 기판에 수평적으로 요철(2)을 제작할 수 있어 보다 쉽고 저렴하게 가변필터를 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한 제작시 공정의 연속성이 보장된다는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage that the unevenness (2) can be horizontally produced on the substrate by using the electron beam dryer equipment, which is relatively common compared to MOCVD or MBE, so that the variable filter can be manufactured more easily and cheaply. . In addition, there is an advantage that the continuity of the process is ensured during manufacturing.

Claims (29)

가변 파장추출기 구조에 있어서:In a variable wavelength extractor structure: 추출하고자하는 파장대역의 중심파장을 "4 × 두 가지 굴절률"로 각기 나눈 크기의 길이를 갖는 각 요철이 교대로 구성된 주기적인 도파로;A periodic waveguide in which each unevenness having a length of a size obtained by dividing the center wavelength of the wavelength band to be extracted by "4 x two refractive indices" is alternately formed; 원하는 파장을 얻기 위해 상기 도파로의 한쪽 부분을 고정시키고, 다른 부분에 고정되어 상기 도파로를 움직이는 SDA;An SDA that fixes one portion of the waveguide to obtain a desired wavelength and is fixed to the other portion to move the waveguide; 상기 도파로를 구성하는 구조체와 하부전극을 연결하는 앵커를 포함하는 가변 파장추출기의 구조.A structure of a variable wavelength extractor comprising an anchor connecting the structure and the lower electrode constituting the waveguide. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 두 가지 굴절률은 폴리실리콘의 굴절률과 공기의 굴절률인 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 구조.The two refractive indexes are the structure of the variable wavelength extractor, characterized in that the refractive index of the polysilicon and the air. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 SDA는 마이크로 액츄에이터인 것을 특징으로하는 가변 파장추출기의 구조.The SDA structure of the variable wavelength extractor, characterized in that the micro-actuator. 제 1 항 내지 제 3 항 중에 적어도 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 요철은 광섬유를 이용하여 형성되는 것을 특징으로하는 가변 파장추출기의 구조.The uneven structure of the variable wavelength extractor, characterized in that formed using an optical fiber. 가변 파장추출기 제조방법에 있어서:In the method of manufacturing a variable wavelength extractor: 기판의 전표면에 산화층을 형성하는 제 1 단계;Forming an oxide layer on the entire surface of the substrate; 상기 산화층의 전표면에 제 1 폴리실리콘을 증착하는 제 2 단계;Depositing first polysilicon on the entire surface of the oxide layer; 상기 제 1 폴리실리콘의 전표면에 POCl3를 도핑하는 제 3 단계;A third step of doping POCl 3 to the entire surface of the first polysilicon; 상기 제 1 폴리실리콘을 패터닝하여 전극패턴을 형성하는 제 4 단계;A fourth step of forming an electrode pattern by patterning the first polysilicon; 상기 제 1 폴리실리콘의 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 제 5 단계;A fifth step of selectively removing unnecessary portions of the first polysilicon; 전표면에 실리콘질화막을 증착하는 제 6 단계;A sixth step of depositing a silicon nitride film on the entire surface; 상기 실리콘질화막의 전표면에 희생층을 형성하는 제 7 단계;A seventh step of forming a sacrificial layer on the entire surface of the silicon nitride film; 상기 희생층을 선택적으로 특정 깊이만큼 제거하는 제 8 단계;An eighth step of selectively removing the sacrificial layer by a certain depth; 다수 영역의 상기 희생층을 관통하여 상기 실리콘질화막의 특정 깊이까지 제거하는 제 9 단계;A ninth step of removing the silicon nitride film to a specific depth through the sacrificial layer of a plurality of regions; 제 2 폴리실리콘을 상기 희생층이 제거된 부분 및 표면에 증착하는 제 10 단계;Depositing a second polysilicon on the portion and the surface where the sacrificial layer has been removed; 상기 제 2 폴리실리콘의 전표면에 POCl3를 도핑하는 제 11 단계;An eleventh step of doping POCl 3 to the entire surface of the second polysilicon; 표면에 요철을 패터닝하는 제 12 단계;A twelfth step of patterning irregularities on the surface; 표면에 TEOS를 증착시키는 제 13 단계;A thirteenth step of depositing TEOS on the surface; 상기 제 2 폴리실리콘의 불필요한 부분을 제거하는 제 14 단계;A fourteenth step of removing unnecessary portions of the second polysilicon; 상기 희생층을 모두 제거하는 제 15 단계를 포함하는 가변 파장추출기의 제조방법.Method of manufacturing a variable wavelength extractor comprising a fifteenth step of removing all the sacrificial layer. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 단계의 산화층은 습식산화 방법으로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The oxide layer of the first step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed by a wet oxidation method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 단계의 산화층은 9,500Å 내지 10,500Å의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The oxide layer of the first step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed in a thickness of 9,500Å to 10,500Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 단계의 제 1 폴리실리콘은 LPCVD 방법으로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The first polysilicon of the second step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed by the LPCVD method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 단계의 제 1 폴리실리콘은 575℃ 내지 595℃의 온도에서 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The first polysilicon of the second step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed at a temperature of 575 ℃ to 595 ℃. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 단계의 제 1 폴리실리콘은 2,700Å 내지 3,300Å의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The first polysilicon of the second step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed in a thickness of 2,700Å to 3,300Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 3 단계와 상기 제 4 단계 사이에, 상기 제 1 폴리실리콘 표면에 프리데포지션과 드라이브-인을 800℃ 내지 900℃에서 25분 내지 35분간 수행하는 제 70 단계;A seventy step between the third step and the fourth step, performing predeposition and drive-in on the surface of the first polysilicon at 800 ° C. to 900 ° C. for 25 to 35 minutes; 상기 제 70 단계의 공정을 마친 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 71 단계;A 71 step of spin coating the HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm on the wafer surface after the 70th process; 상기 제 71 단계의 공정을 마친 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 AZ5214 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 72 단계;A 72 th step of spin coating the AZ5214 solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm on the wafer surface after the 71 th process; 상기 제 72 단계의 공정을 마친 웨이퍼를 85℃ 내지 95℃ 오븐에 8분 내지 12분간 소프트베이킹하는 제 73 단계;A 73 th step of soft-baking the wafer after the 72 th step in an oven at 85 ° C. to 95 ° C. for 8 to 12 minutes; 상기 오븐에서 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분간 냉각하는 제 74 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.Removing the wafer from the oven further comprises a 74 step of cooling at room temperature for 8 to 12 minutes, the method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that it comprises. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 5 단계는 RIE 기법을 사용해서 상기 제 1 폴리실리콘의 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.And wherein the fifth step selectively removes unnecessary portions of the first polysilicon using RIE techniques. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 6 단계의 실리콘질화막은 LPCVD 방법으로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The silicon nitride film of the sixth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed by LPCVD method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 6 단계의 실리콘질화막은 2,700Å 내지 3,300Å의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The silicon nitride film of the sixth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed in a thickness of 2,700Å to 3,300Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 7 단계의 희생층은 TEOS 산화막인 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The sacrificial layer of the seventh step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that the TEOS oxide film. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 7 단계의 희생층은 PECVD 기법으로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The sacrificial layer of the seventh step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed by PECVD. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 7 단계의 희생층은 18,000Å 내지 22,000Å의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The sacrificial layer of the seventh step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that formed in a thickness of 18,000Å to 22,000Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 7 단계와 상기 제 8 단계 사이에, 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 140 단계;Step 140, between the seventh step and the eighth step, performing spin coating with a HMDS solution on the wafer surface for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm; 상기 제 140 단계의 공정을 마친 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 AZ5214 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 141 단계;A step 141 of performing a spin coating on the surface of the wafer having been processed in step 140 with an AZ5214 solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm; 상기 제 141 단계의 공정을 마친 웨이퍼를 85℃ 내지 95℃ 오븐에 8분 내지 12분간 소프트베이킹하는 제 142 단계;A step 142 of soft baking the wafer having been processed in step 141 in an oven at 85 ° C. to 95 ° C. for 8 minutes to 12 minutes; 상기 오븐에서 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분간 냉각하는 제 143 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.Removing the wafer from the oven further comprises the step 143 of cooling for 8 to 12 minutes at room temperature, manufacturing method of a variable wavelength extractor, characterized in that it comprises. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 8 단계의 상기 희생층은 RIE 기법으로 제거되는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The sacrificial layer of the eighth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that removed by the RIE technique. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 8 단계와 상기 제 9 단계 사이에, 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 160 단계;A step 160 of performing a spin coating on the wafer surface with the HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm between the eighth step and the ninth step; 상기 제 160 단계의 공정을 마친 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 AZ5214 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 161 단계;A step 161 of performing spin coating with the AZ5214 solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600 rpm to 4,400 rpm on the wafer surface after the step 160; 상기 제 161 단계의 공정을 마친 웨이퍼를 85℃ 내지 95℃ 오븐에 8분 내지12분간 소프트베이킹하는 제 162 단계;A step 162 of soft baking the wafer having been processed in step 161 in an oven of 85 ° C. to 95 ° C. for 8 minutes to 12 minutes; 상기 오븐에서 상기 웨이페를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분간 냉각하는 제 163 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The method of manufacturing a variable wavelength extractor further comprising the step 163 of taking out the wafer from the oven and cooling it at room temperature for 8 to 12 minutes. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 10 단계의 상기 제 2 폴리실리콘은 570℃ 내지 600℃의 온도에서 증착되는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The second polysilicon of the tenth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that deposited at a temperature of 570 ℃ to 600 ℃. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 10 단계의 상기 제 2 폴리실리콘은 18,000Å 내지 22,000Å의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The second polysilicon of the tenth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that deposited to a thickness of 18,000Å to 22,000Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 11 단계와 상기 제 12 단계 사이에, 800℃ 내지 900℃에서 85분 내지 95분간 프리데포지션을 수행하는 제 190 단계;A 190 step between the eleventh step and the twelfth step, performing predeposition at 800 ° C to 900 ° C for 85 minutes to 95 minutes; 800℃ 내지 900℃에서 135분 내지 165분간 드라이브-인 수행하는 제 191 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that it further comprises a step 191 of performing a drive-in at 800 ℃ to 900 ℃ 135-165 minutes. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 13 단계의 TEOS는 PECVD 기법으로 증착되는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The 13th step TEOS is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that the deposition by PECVD technique. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 13 단계의 TEOS는 9,000Å 내지 11,000Å의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that the TEOS of the thirteenth step is deposited to a thickness of 9,000 Å to 11,000 Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 13 단계와 상기 제 14 단계 사이에, 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 HMDS 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 220 단계;Between step 13 and step 14, step 220 of performing a spin coating on the wafer surface with HMDS solution for 25 seconds to 35 seconds at 3,600rpm to 4,400rpm; 상기 제 220 단계의 공정을 마친 웨이퍼 표면에 3,600rpm 내지 4,400rpm에서 25초 내지 35초간 AZ5214 용액으로 스핀 코팅을 수행하는 제 221 단계;A step 221 of performing a spin coating on the surface of the wafer after the step 220 with the AZ5214 solution at 3,600 rpm to 4,400 rpm for 25 seconds to 35 seconds; 상기 제 221 단계의 공정을 마친 웨이퍼를 80℃ 내지 100℃ 오븐에 8분 내지 12분간 소프트베이킹하는 제 222 단계;A step 222 of soft baking the wafer having been processed in step 221 in an oven at 80 ° C. to 100 ° C. for 8 minutes to 12 minutes; 상기 오븐에서 상기 웨이퍼를 꺼내어 상온에서 8분 내지 12분간 냉각하는 제 223 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.Removing the wafer from the oven further comprises the step 223 of cooling for 8 to 12 minutes at room temperature, the method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 14 단계의 상기 제 2 폴리실리콘은 RIE 기법으로 제거됨을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The second polysilicon of the fourteenth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that the removal by RIE technique. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 14 단계와 상기 제 15 단계 사이에, 상기 제 14 단계의 공정을 마친 웨이퍼를 황산(H2SO4)과 과산화수소수(H2O2)가 2:1로 혼합된 세정액으로 110℃ 내지 130℃의 열판에 9분 내지 11분 담궈두는 제 240 단계를 더, 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.Between the fourteenth step and the fifteenth step, the wafer after the fourteenth step is 110 ° C. to a cleaning solution in which sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) are 2: 1 mixed. The method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that it further comprises a 240 step immersed in a hot plate at 130 ℃ 9 minutes to 11 minutes. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 15 단계는 HF 용액을 사용하여 상기 희생층을 제거하는 것을 특징으로 하는 가변 파장추출기의 제조방법.The fifteenth step is a method of manufacturing a variable wavelength extractor, characterized in that to remove the sacrificial layer using a HF solution.
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