KR20060132658A - 반도체 광원에 의해 생성된 빛에 대하여 이음매 없이집적된 광도파로 - Google Patents

반도체 광원에 의해 생성된 빛에 대하여 이음매 없이집적된 광도파로 Download PDF

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조한 클루트위즈크
프레드 루즈붐
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치가 개시된다. 상기 장치는 실리콘 기판(11) 내의 공동 내에 마운팅된 반도체 광원(10), 상기 반도체 광원(10)에 의해 방출된 광자에 대한 광도파로로서 작용하도록 상기 반도체 광원(10)과 함께 이음매 없이 집적된 포토닉 밴드갭(PBG) 구조(22)를 포함하고, 상기 반도체 광원(10)은 비 실리콘 물질로 제조되며, 상기 PBG 구조(22)는 상기 실리콘 기판(11) 내에서 직접 에칭된다.
광 네트워크 장치, 반도체 광원, 포토닉 밴드갭(PBG), 광도파로

Description

반도체 광원에 의해 생성된 빛에 대하여 이음매 없이 집적된 광도파로{SEAMLESSLY INTEGRATED OPTICAL WAVE GUIDE FOR LIGHT GENERATED BY A SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE}
본 발명은 일반적으로 실리콘 레벨에서의 데이터 전송에 관한 것으로서, 특히 반도체 광원에 의해 생성된 빛을 전달하는 다양한 기술의 반도체 광원과 함께 이음매 없이(seamlessly) 집적된 도파관에 관한 것이다.
컴퓨터 칩 기술이 발전을 계속하면서, 실리콘 레벨에서의 데이터의 처리 및 전송 성능을 더 향상시키기 위한 능력이 도전 과제로 남아있다. 전형적으로, 정보는 트랜지스터 및/또는 기타 전기 부품과 같은 실리콘 기반 장치들을 상호 연결하는 작은 금속 와이어를 통해 전기적으로 전송되고 처리된다. 그러나, 와이어를 통해 전기를 전송하는 것은 한정된 전송 속도, 전자기 간섭 등 한계가 있다.
전기 전송의 한계들 중 일부를 극복하기 위한 하나의 잠재적인 해결방안은 광 네트워크(optical network) 상에서 정보를 운반하는 펄스광(pulsed light)을 이용하는 것이다. 그러나, 그러한 광 네트워크를 구현하기 위해서는, (1)실리콘 레벨에서 빛을 생성하고, (2)한 장치에서 다른 장치로 빛을 전송하는 시스템이 요구된다.
양극성 트랜지스터가 애벌란시(avalanche)로 바이어스되면 역방향 바이어스된 콜렉터-베이스 다이오드에서 빛이 생성된다는 점은 당업계에 공지되어 있다. 빛의 양은 (통상적으로 사용되는 애벌란시 다이오드와 다른) 장치를 통해 흐르는 전류와 콜렉터-베이스 전압 둘 다에 의해 조절될 수 있다. 이는 매우 낮은 전류 밀도에서 광 생성을 가능하게 한다. 기판 전류(substrate current)는 생성된 빛의 양에 대한 척도일 수 있다. 생성된 빛의 전형적인 파장은 λ<1㎛(즉, 약하게 도핑된 실리콘에 대하여 적외선 부근)이다. 도 1은 양극성 트랜지스터로부터 빛을 생성하는 모델의 일례를 도시하고 있으며, 여기서 E는 에미터, C는 콜렉터, B는 베이스이고, SUB는 기판 전류의 척도이다. 이러한 실시예의 세부사항은, 예컨대 J. H. Klootwijk, J. W. Slotboom, M. S. Peter, 양극성 트랜지스터에서의 포토 캐리어 생성(Photo Carrier Generation in Bipolar Transistors), IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 49 (No. 9), pp. 1628, 2002(2002년 9월)에서 기술되고 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 삽입된다.
또한, 기타 반도체 광원도 공지되어 있다. 일례에는 레이저 다이오드가 포함된다.
불행하게도 반도체 광원으로부터 실리콘 내 다른 장소로 빛을 전달하기 위한 어떠한 효과적인 해결방안도 존재하지 않는다. 게다가, 방사된 빛의 파장에 대한 특정한 제어는 반도체 광원을 형성하는데 사용되는 물질에 한정된다. 따라서, 사용될 수 있는 물질의 유형과 생성될 수 있는 파장에 관하여 제한이 존재한다. 따라서, 반도체 광원으로부터 실리콘 내 다른 장치로 선택된 파장에서의 빛을 전달하 기 위한 방법 및 시스템이 필요하다.
본 발명은 반도체 광원에 의해 생성된 빛을 전달하기 위한 집적된 광도파로를 제공함으로써 전술한 문제점들 및 다른 문제점들을 처리한다. 제1 특징에 따르면, 본 발명은 실리콘 기판 내의 공동(cavity) 내에 마운팅된 반도체 광원과, 반도체 광원에 의해 방사된 광자에 대한 광도파로로서 작용하도록 반도체 광원과 함께 이음매 없이 집적된 포토닉 밴드갭(photonic bandgap; PBG) 구조를 포함하는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치를 제공하며, 반도체 광원은 광자를 방출하도록 애벌란시 조건으로 바이어스될 수 있고, 비 실리콘 물질(non-silicon material)로 만들어지며, PBG 구조는 실리콘 기판에서 직접 에칭된다.
제2 특징에 따르면, 본 발명은 실리콘 기판을 제공하는 단계, 실리콘 기판에 공동을 에칭하는 단계, 공동 부근의 실리콘 기판에 포토닉 밴드갭(PBG) 구조를 에칭하는 단계, 및 공동 내에 비 실리콘 반도체 광원을 위치시키는 단계를 포함하는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치를 제조하는 방법을 제공하며, 반도체 광원은 광자를 방출하도록 애벌란시 조건으로 바이어스될 수 있다.
제3 특징에 따르면, 본 발명은 광자 펄스를 방출하도록 애벌란시 조건으로 바이어스될 수 있는 실리콘 기판 내에 마운팅된 비 실리콘 반도체 광원, 실리콘 기판 내에 제조되고 반도체 광원에 의해 생성된 광자 펄스에 대한 광도파로로서 작용하는, 실리콘 기판 내의 반도체 광원과 함께 이음매 없이 집적된 포토닉 밴드갭(PBG) 구조, 및 반도체 광원에 의해 생성된 광자 펄스를 수신하기 위하여 광도파로의 말단 부근에서 구현되는 수신 장치를 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크를 제공한다.
본 발명의 이러한 특징들 및 기타 특징들은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 다양한 특징들의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 광자를 방출하도록 애벌란시 조건으로 역방향 바이어스된 양극성 트랜지스터를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따라 광 네트워크 장치를 형성하는 제1 단계를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광 네트워크 장치의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 실리콘 기반 광 네트워크를 도시한 도면.
도 5는 마스크로 건식 에칭한 후의 실리콘 웨어퍼 내의 예시적인 포토닉 밴드갭(PBG) 구조의 4개의 단면 마이크로그래프(micrograph).
본 발명은 반도체 광원과 조합된 광도파로 구조를 포함하는 이음매 없이 집적된 광 네트워크를 제공하며, 그 결과 이음매 없이 집적된 광도파로를 가진 낮은 전류밀도의 광원이 얻어진다. 특히, 광 네트워크는 실리콘 기판으로 에칭된 광도파로 구조와, 광도파로 구조 부근에 에칭된 공동 내에 위치한 반도체 물질로부터 형성된 발광 장치를 포함한다. 따라서, 반도체 광원에서 생성된 빛은 실리콘 웨이퍼를 통해 전송될 수 있으며, 광 네트워크에서 기본 소자/구조로서 작용할 수 있 다.
본 발명은 반도체 광원에 의해 생성된 빛에 대한 광도파로로서 작용하는 "포토닉 밴드갭"(PBG) 구조를 이용한다. PBG 구조는 주름진 채널-케이지 구조(corrugated channel-cage structure)를 포함하는데, 이는 예컨대 실리콘 기판에서 건식 에칭될 수 있다. 일 실시예에 따르면, PBG 구조는 서브마이크론 길이에서 쉽게 구현될 수 있는 평행한 실린더(또는 소자)로 구성된 2차원(2D) 크리스탈로 구현된다. 대안적으로, 기술이 발전하면서, 3차원(3D) 주기를 가지는 포토닉 크리스탈(photonic crystal)이 이용될 수 있다. PBG 구조에 관한 더 상세한 논의는, 예컨대 미국 특허 제5,987,208호 "광 구조 및 그 제조 방법(Optical Structure and Method for its Production)"(Gruning 등, 1999년 11월 16일)에서 찾을 수 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 삽입된다.
도 2 및 도 3은 광 네트워크 장치(20)를 구현하는 예시적인 방법을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 제1 단계에서, 실리콘 (예컨대, BICMOS 또는 CMOS) 기판(11)에 공동(41)과 PBG 구조(22)를 형성하기 위해 조합 에칭(combined etching)이 수행된다. 공지된 기술을 사용하여, 주름진 채널-케이지 소자, 즉 포토닉 밴드갭(PBG) 구조가, 예컨대 고저항 실리콘 웨이퍼에서 쉽게 에칭될 수 있다.
도 3에 도시된 제2 단계에서, 상이한(예컨대, 비 실리콘 기반) 기술로부터 형성된 반도체 광원(10), 이 경우에는 양극성 장치가 공동(41)에 위치된다. 임의의 유형의 반도체 광원, 예컨대 트랜지스터, 레이저 다이오드 등이 광원으로서 이용될 수 있고 공동(41)에 위치될 수 있음은 물론이다. 바람직하게는, 반도체 광원 은 순전한 실리콘(Si)은 아닌 물질로 제조되며, 대신에 "비 실리콘" 물질로 제조된다. "비 실리콘" 반도체 광원에 적합한 예시적인 물질에는, 예컨대 SiGe, SiGeC, InP, GaAs 등이 포함된다. (따라서, 본 명세서에서 사용되는 "비 실리콘"이라는 용어는 실리콘 화합물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.)
그 결과, 반도체 광원(10)을 형성하는 화합물이 실리콘 기반 광도파로(22)와 함께 이음매 없이 집적되는 하이브리드 광 네트워크 장치(20)가 얻어진다. 양극성 반도체 광원(10)에 대해 선택되는 물질에 따라, PBG 구조(22)에 의해 전달될 특정 파장(또는 상이한 파장들)이 얻어질 수 있다. 따라서, 설계자는 원하는 광 파장을 얻기 위한 특징을 가지는 물질을 사용함으로써 원하는 광 파장을 선택할 수 있다. 반도체 광원(10)을 실리콘 기판(11) 내의 공동(41)에 부가한 후, 상호접속층(46)이 부가될 수 있다.
따라서, 예컨대 파장이 λ<1㎛인 적외선 광원이 PBG 구조와 반도체 광원의 하이브리드 조합을 사용하여 제공되고, 이들은, 예컨대 약하게 도핑된 실리콘에서 광 네트워크 장치(20)를 형성하도록 이음매 없이 집적된다.
도 4를 참조하면, 실리콘 기판(11) 내에서 광학적으로 통신하는 복수의 장치(10, 27a-d)를 포함하는 광 네트워크(13)의 평면도가 도시되고 있다. 실리콘 기판(11)으로 형성된, 도 3에서 전술한 광 네트워크 장치(20)와의 광통신(optical communication)이 달성된다. 장치(20)는 (ⅰ)베이스-콜렉터 접합으로부터 광선(12), 즉 광자 빔을 방출할 수 있는 비 실리콘 반도체 광원(10), 이 경우에는 양극성 트랜지스터와 (ⅱ)도파관 채널(16)을 정의하는 복수의 PBG 소자(14)를 가지는 PBG 구조(22)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 광선(12)은 "구부러질" 수 있고, 도파관 채널(16)을 통해 분산(split)되어, 광원이 실리콘 기판(11) 내 임의의 지점으로 향하도록 할 수 있다. 따라서, PBG 소자(14)는 임의의 원하는 도파관 구성을 생성하도록 실리콘 기판(11) 전체에 걸쳐 필요한 곳에 전략적으로 위치될 수 있다. 가능한 구성에는 복수의 브랜치를 달성하기 위해 광선분산기(beam splitter)를 가지는 도파관 채널, 편광 및/또는 필터링을 달성하기 위한 구성, 실리콘 기판(11) 내에서 내부적으로 장치들을 상호 연결하는 채널, 외부 장치와 장치를 상호 연결하는 채널 등이 포함될 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에 따르면, 도파관은 반도체 광원(10)으로부터 펄스광을 수신하는 일련의 수신 장치(27a-d){예컨대, 광 다이오드(photo diode)}에 연결된다. 네트워크(13) 상의 제어는 제어 시스템(29)에 의해 제공될 수 있으며, 이는, 예컨대 언제 빛이 반도체 광원으로부터 전송되어야 할지를 지시하는 마이크로프로세서 또는 기타 로직을 포함할 수 있다. 제어 시스템(29)은 실리콘 기판(11) 내 및/또는 기판 외부에 존재할 수 있다.
방출된 빛의 효율을 증가시키기 위해, 반도체 광원(10)은 광자 방출을 막도록 하나 이상의 표면에 반사성 물질(25){예컨대, ½λ-코팅}로 제조될 수 있으며, 그에 의해 광선(12)이 단일 표면 외부로 향하게 할 수 있다. 또한, 반사성 물질(25)이 선택적으로 위치되어, 광학적 창(optical window; 24)을 정의하는데, 이를 통해 광원의 초점이 맞추어진다.
PBG 구조
도 5는 마스크로 건식 에칭한 후의 실리콘 웨이퍼에서의 예시적인 포토닉 밴드갭(PBG) 구조의 4개의 단면 마이크로그래프를 도시하고 있다. 각각의 실리콘 소자는 실리콘을 통한 "구멍(pore)"을 필수적으로 포함한다. 이러한 4개의 실시예에서, 마스크 구멍 지름 및 간격(pitch)은 (a) 2㎛ 및 10㎛, (b) 1.5㎛ 및 3.5㎛, (c)와 (d) 3㎛ 및 5㎛이다. 명백하게, PBG 구조(22)의 특정 지름 및 간격은 특정 응용에 따라 변할 수 있다. 또한, PBG 구조(22)가 습식 화학적 에칭 공정으로 제조될 수 있음도 물론이다.
전형적으로, PBG 구조(22)의 구멍은 둥근 단면을 가지며, 각각 편광된 빛과 편광되지 않은 빛을 가이딩하는데 적합한 구조를 만들도록 사각 또는 육각 어레이로 배열된다. 예시적인 구멍 지름은 1㎛ 정도이며, 구멍들 사이의 간격은 조금 더 크다. 파장 λ는 간격 a를 설정함으로써 맞추어질 수 있으며, 그 관계는 a/λ = 0.2 내지 0.5이다. 이는 파장 범위가 적외선 부근에서 원적외선까지, 예컨대 0.8㎛(GaAs 밴드갭) 및 1.1㎛(Si 밴드갭) 내지 약 100㎛임을 의미한다(예: λ=5-6㎛인 경우, 간격 a=1.5-2.5㎛). PBG 구조에 관한 전형적인 특성 구멍 지름 및 간격 값은, 가이딩되는 빛의 파장에 따라, 300㎚ 정도(가시광 가이딩) 내지 수 ㎛(적외선 가이딩)일 수 있다.
PBG 구조(22)를 구현하기 위하여 임의의 방법론이 이용될 수 있다. PBG 구조를 제조하는 하나의 방식은 전기화학적 에칭, 예컨대 애노드로서 연결된 실리콘 웨이퍼로 약하게 n형 도핑된 실리콘의 광 전기화학적 에칭(photo-electrochemical)에 의한 것이다. 웨이퍼 후면(backside)의 광 방사 강도(photo-irradiation intensity), 즉 전류 밀도를 변화시킴으로써, 전기화학적 에칭 동안 구멍 반지름이 주기적으로 변화될 수 있다.
PBG 구조(22)를 구성하는 구멍 어레이는 건식 에칭, 즉 반응성 이온 식각(RIE)을 사용하여 구현될 수도 있다. 또한, PBG 구조(22)는, 구멍 대신에 기둥 어레이의 반대 구조(inverse structure of an array of pillars)를 생성하는 주름진 기둥(corrugated pillars)으로 구현될 수 있다.
필요한 주름진 구멍 어레이 구조를 만들기 위한 건식 에칭 기술에는 소위 "보쉬 공정(Bosch precess)"이 포함된다. 이 공정은 높은 종횡비(aspect ratio)의 홈(trench)과 구멍을 가능하게 하는 건식 에칭 공정이다. 에칭은 SF6 화학 작용에서 이루어지나, 패시베이션(passivation)은 C4F8 화학 작용에서 이루어진다. 공정 파라미터를 변경하여 이방성(anisotropic) 에칭에서 등방성(isotropic) 에칭으로 교대로 공정 창(process window)을 들어가고 나가도록 함으로써, 이러한 주름진 구조가 만들어질 수 있다. 실리콘 에칭 공정은 에칭과 패시베이션 화학 작용의 빠른 스위칭이 구멍, 홈 등의 형성을 가능하게 하는 플라스마 에칭에 기초한다.
공정의 일례는 다음의 단계들을 사용할 수 있다.
(1) 제1 주름의 원하는 깊이에 이를 때까지, 보쉬 공정에서와 같은 에칭 및 패시베이션.
(2) 단계 (1)이 에치 사이클(etch cycle)로 끝난다. 이는 다음 등방성 에칭 단계를 가능하게 하기 위해 구멍 바닥의 패시베이션 폴리머가 제거되어야 하므로 필요하다.
(3) SF6/O2 화학 작용을 사용하여 등방성 에칭. 등방성 단계 동안 플래튼 파워(platen power){웨이퍼를 지지하는 척(chuck) 상의 바이어스 전압}는 스위치 오프되어 이온 보조 에칭(ion-assisted etching)을 감소시키고, 라디칼(radical)과 뉴트럴(neutral)에 의한 화학적 보조 에칭(chemically assisted etching)을 강화하며, 따라서 실리콘의 등방성 에칭을 개선시킨다.
(4) 등방성 에칭 단계 이후, 공정은 다음 단계로 스위칭하여, 패시베이션 사이클을 시작하며, 이는 모든 에칭된 구조를 덮고 보호하여 패시베이션 층과 멀어지도록 한다. 이후, 공정은 단계 (1)을 재개하고, 여러 번 반복될 수 있다.
일반적으로, 광도파로는 낮은 굴절률의 클래딩(cladding)과 높은 굴절률의 코어(core)로 이루어질 수 있다. 사용될 수 있는 전형적인 조합에는 TiO2 코어 및 SiO2 클래딩, Si3N4 코어 및 SiO2 클래딩, SiON 코어 및 SiO2 클래딩, PMMA 코어 및 Cr 클래딩, 폴리 Si 코어 및 SiO2 클래딩, 및 InGaAsP 코어 및 InP 클래딩이 포함된다.
반도체 광원
언급한 바와 같이, 반도체 광원(10)은 원하는 파장을 제공하는데 적합한 임의의 비 실리콘 물질로 제조될 수 있다. SiGe, SiGeC, InP, 및 GaAs가 그 예에 포함된다.
비 실리콘 물질은 CMOS, 고속 SiGe, SiGeC, BiCMOS 등과 같은 활성 기판을 포함하는 임의의 적절한 유형의 실리콘 기판에 마운팅될 수 있음을 주의하여야 한다. 이러한 하이브리드 집적을 달성하기 위해 임의의 기술이 이용될 수 있다. 한 예시적인 방법은, 예컨대 1㎛의 열 산화물 층을 가지는 고저항률 웨이퍼로 시작한다. "공동"을 정의하는 두꺼운 레지스트 마스크(예컨대, 10㎛)가 가해진다. 산화물이 에칭된 후, 공동 내에 위치될 발광 장치의 깊이까지 실리콘이 에칭된다. 거의 완벽한 측벽 기울기로의 공동의 건식 에칭은 상업적으로 이용 가능한 에처(etcher)에서 보쉬™ 공정을 사용함으로써 가능하다. 다음 단계는, 예컨대 벤조 사이클로부탄(BCB)과 같은 유기 중합체 접착제를 사용하여, 공동에 양극성 장치를 위치시키고 접착하는 단계이다. 이후, 레지스트 마스크가 가해지고, 리세스된(recessed) 발광 장치의 접합 패드로 BCB 층을 통해 접촉점들이 에칭된다. 이후, 발광 장치를 다른 IC 장치들과 상호 연결하도록 금속 층이 증착 및 구조화된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 실시예들은 본 발명을 개시된 간단한 형태로 한정하거나 소모하려는 의도가 아니며, 다양한 수정 및 변경이 이상의 개시 내용에 비추어볼 때 명백히 가능하다. 당업자에게 자명한 그러한 수정 및 변경은 첨부된 청구범위에 의하여 정의되는 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.

Claims (23)

  1. 실리콘 기판(11) 내의 공동 내에 마운팅된 반도체 광원(10);
    상기 반도체 광원(10)에 의해 방출된 광자에 대한 광도파로로서 작용하도록 상기 반도체 광원(10)과 함께 이음매 없이 집적된 포토닉 밴드갭(photonic bandgap; PBG) 구조(22)
    를 포함하고,
    상기 반도체 광원(10)은 비 실리콘 물질(non-silicon material)로 제조되며,
    상기 PBG 구조(22)는 상기 실리콘 기판(11) 내에서 직접 에칭되는
    이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 반사성 물질(25)로 덮인 표면을 포함하고, 상기 반사성 물질(25)은 상기 표면을 통한 광자의 방출을 막는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표면은 상기 반도체 광원(10)으로부터 주위 실리콘 기판으로 광자가 통과하게 하는 광학적 창(optical window; 24)을 포함하는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PBG 구조(22)는 상기 반도체 광원(10)의 상기 표면 상에 정의된 상기 광학적 창에 인접한 상기 실리콘 기판 내에 구현되는 복수의 다공성 기둥(porous column)을 포함하는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 다공성 기둥은 상기 광학적 창을 통해 방사된 상기 광자에 대한 도파관을 제공하는 채널을 정의하도록 배열되는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광원으로부터의 빛의 방출은 제어 시스템에 의해 조정되는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 SiGe, SiGeC, InP, 및 GaAs로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 CMOS, 고속 SiGe, SiGeC, 및 BiCMOS로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 광자를 방출하도록 애벌란시 조건(avalanche condition)으로 바이어스될 수 있는 양극성 트랜지스터를 포함하는, 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20).
  10. 이음매 없이 집적된 하이브리드 광 네트워크 장치(20)를 제조하는 방법으로서,
    실리콘 기판(11)을 제공하는 단계;
    상기 실리콘 기판(11) 내에 공동(41)을 에칭하는 단계;
    상기 공동(41) 부근의 상기 실리콘 기판(11) 내에 포토닉 밴드갭(PBG) 구조(22)를 에칭하는 단계; 및
    상기 공동(41) 내에 비 실리콘 반도체 광원(10)을 위치시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 CMOS, 고속 SiGe, SiGeC, 및 BiCMOS로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 SiGe, SiGeC, InP, 및 GaAs로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 PBG 구조(22)는 상기 반도체 광원으로부터 방사된 상기 광자에 대한 도파관을 제공하는 채널을 정의하도록 배열되는 복수의 다공성 기둥을 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 광자를 방출하도록 애벌란시 조건으로 바이어스될 수 있는 양극성 트랜지스터를 포함하는 방법.
  15. 실리콘 기판(11) 내에 마운팅된 비 실리콘 반도체 광원(10);
    상기 반도체 광원(10)에 의해 생성된 광자 펄스에 대한 광도파로로서 작용하는 상기 실리콘 기판(11) 내의 상기 반도체 광원(10)과 함께 이음매 없이 집적되고 상기 실리콘 기판(11) 내에서 제조되는 포토닉 밴드갭(PBG) 구조(22); 및
    상기 반도체 광원(10)에 의해 생성된 광자 펄스를 수신하기 위해 상기 광도파로의 말단부 부근에서 구현되는 수신 장치(27a-d)
    를 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크(13).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)으로부터의 광자 펄스의 방출을 조정하기 위한 제어 시스템(29)을 더 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 수신 장치는 광 다이오드를 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 반사성 물질(25)로 덮인 표면을 포함하고, 상기 반사성 물질(25)은 상기 표면을 통한 광자 펄스의 방출을 막는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 표면은 상기 반도체 광원(10)으로부터 주위 실리콘 기판(11)으로 광자 펄스가 통과하게 하는 광학적 창(24)을 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워 크.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 PBG 구조(22)는 상기 반도체 광원(10)의 상기 표면 상에 정의된 상기 광학적 창에 인접한 상기 실리콘 기판 내에 구현되는 복수의 다공성 기둥을 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 SiGe, SiGeC, InP, 및 GaAs로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 CMOS, 고속 SiGe, SiGeC, 및 BiCMOS로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 반도체 광원(10)은 광자 펄스를 방출하도록 애벌란시 조건으로 바이어스될 수 있는 양극성 트랜지스터를 포함하는, 이음매 없이 집적된 광 네트워크.
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