WO2018199602A1 - Optical transmission device with semiconductor laser driving circuit chip integrated therein, and manufacturing method therefor - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a structure and a manufacturing method of an optical transmission module integrated with a semiconductor laser driving circuit chip.
- the optical signal output from the front surface of the semiconductor laser is concentrated and transmitted to the optical fiber, and the light output to the rear of the semiconductor laser enters the monitor photodetector and is proportional to the light intensity. This current is used to stabilize the light output of the semiconductor laser in the driving circuit.
- the optical signal output unit 10 outputs an optical signal to the front.
- the output optical signal is focused by the lens 20 and is incident to the optical fiber 30.
- the optical signal output driver circuit 40 outputs an optical signal by supplying a current to the optical signal output unit 10, and the intensity of the optical signal is proportional to the magnitude of the current supplied by the optical signal output driver circuit 40.
- the optical signal intensity of the optical signal output unit 10 may vary depending on the ambient temperature or the period of use of the optical signal output unit 10, and thus unstable optical signal transmission may occur.
- the optical signal output unit 10 also emits light to the rear of the semiconductor laser chip, the intensity of the light emitted to the rear is proportional to the intensity of the optical signal output to the front.
- the monitoring unit 50 senses the light emitted to the rear of the optical signal output unit 10 using the photodetector and outputs a current corresponding to the sensed light intensity to the power control unit.
- the power control unit 60 outputs a control signal to the optical signal output driver circuit 40 according to the current, and the optical signal output driver circuit 40 changes the magnitude of the current according to the control signal. ) Outputs an optical signal of a constant intensity.
- distortion of the optical signal may occur as the arrangement distance between the optical signal output unit 10 and the optical signal output driver circuit 40 increases.
- the optical signal output driving circuit 40 and the optical signal output unit 10 of the optical laser output IC chip which can prevent the distortion of the optical signal by integrating the semiconductor laser driver IC chip together inside the optical transmission module Research on packaging is ongoing.
- An optical transmission device and a method of manufacturing the same provide an optical packaging structure in which two driving circuit chips and a photodetector chip are located in close proximity to a semiconductor laser operating at a high speed, thereby transmitting a high speed optical signal. This is to reduce distortion of the optical signal.
- the optical signal output unit positioned between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip and output in a second direction different from the first direction may emit light in the first direction and a third direction different from the second direction. Reflecting portion reflecting to; And a monitoring photodetector configured to receive the light reflected in the third direction and generate a current corresponding to the reflected light.
- An interval between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip may be 0.2 mm to 0.5 mm.
- the reflector may be made of the same material as the substrate and include a reflective body protruding from the substrate and a reflective layer deposited on the reflective body.
- the reflective layer may be electrically connected to the ground.
- a conductive material made of the same material as the reflective layer may be formed on the substrate.
- the reflected light may travel in an empty space between the reflector and the monitoring photodetector.
- the optical transmission device further includes a monitoring substrate provided with the monitoring photodetector and spaced apart from the reflecting portion, wherein the monitoring photodetector is further compared with the reflecting portion than the monitoring substrate. It may be close.
- the monitoring photodetector may be wire bonded with a conductive part filling a via hole formed in the monitoring substrate.
- the optical transmission device is provided with the monitoring photodetector further comprises a monitoring substrate spaced from the reflecting portion, the reflected light is transmitted through the monitoring substrate for the photodetector for monitoring Can be reached.
- the monitoring photodetector and the monitoring substrate may be flip chip bonded.
- the light receiving area of the monitoring photodetector for sensing the reflected light may be located opposite to one side of the monitoring photodetector adjacent to the monitoring substrate.
- the substrate by etching the substrate to form a reflective body protruding from the substrate having an inclined surface; Forming a reflective layer capable of reflecting light on the reflective body; Depositing an adhesive material on a first area of the substrate to be provided with an optical signal output unit for outputting an optical signal in a first direction and outputting light in a second direction reflected by the reflective layer of the reflective body; And depositing an adhesive material on a second region of the substrate to be provided with an optical signal output driver circuit chip for supplying current to the optical signal output unit.
- a method of manufacturing an optical transmitting apparatus may further include dry etching at least a portion of the remaining regions of the substrate except for the reflective body region to increase the thickness of the reflective body.
- the distance between the first region and the second region may be 0.2 mm to 0.5 mm.
- an optical transmitter and a method of manufacturing the optical transmitter are positioned at an upper end of a semiconductor laser and a driver circuit chip between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip.
- the reflection part reflecting toward the monitoring photodetector allows the driving circuit chip to be positioned close to the rear of the semiconductor laser, thereby reducing distortion of the optical signal during the transmission of the high speed optical signal.
- FIG. 1 and 4 show a general semiconductor laser light transmitting apparatus.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
- FIG 3 is a plan view of an optical transmitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
- FIG 5 and 6 show an optical transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7 shows a manufacturing process of a substrate for an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3 is a plan view of a four-channel optical transmitter according to an embodiment of the present invention.
- the optical transmission device is a substrate 110, an optical signal output unit 130, an optical signal output driver circuit chip 150, a reflector 170 And a photodetector 190 for monitoring.
- the substrate 110 may include a silicon optical bench, but is not limited thereto.
- the optical signal output unit 130 is provided on the substrate 110 to output the optical signal of the semiconductor laser in the first direction.
- the optical signal may be output from one side of the optical signal output unit 130.
- the optical signal in the first direction is incident and focused on a lens (not shown), and the focused optical signal is incident on an optical fiber (not shown) and transmitted.
- the optical signal output driver circuit chip 150 is provided on the substrate 110 to supply a current to the optical signal output unit 130. At this time, the optical signal output unit 130 may output the optical signal according to the waveform of the current.
- a plurality of optical signal output driver circuit chips 150 for implementing a multi-channel and a plurality of optical signal output units 130 corresponding thereto may be implemented on the substrate 110.
- optical signal output driver circuit chips 150 for forming four channels on the substrate 110 are provided, respectively, from the optical signal output driver circuit chips 150.
- Each of the four optical signal output units 130 may output an optical signal by receiving a current of the optical signal output unit 130.
- the optical signal output driving circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 may be wire-bonded to supply a current.
- the reflector 170 is positioned between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 to emit light of the optical signal output unit 130 output in a second direction different from the first direction. And reflects in a third direction different from the second direction.
- the reflector 170 may have an inclined surface inclined by an angle ⁇ to reflect light in the second direction in the third direction.
- the optical signal output unit 130 may not only output the optical signal from one side of the optical signal output unit 130 but also emit light from the other side opposite to the one side.
- the intensity of light reflected in the third direction may be proportional to the intensity of the optical signal output in the first direction.
- the reflector 170 monitors the light emitted from the other side of the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 based on the monitoring photodetector 190 opposite the substrate 110. Can be reflected towards.
- the monitoring photodetector 190 receives the light reflected in the third direction and generates a current corresponding to the reflected light. That is, the monitoring photodetector 190 may generate a current having an intensity proportional to the intensity of the reflected light.
- the current output from the monitoring photodetector 190 is input to a power controller (not shown), and the power controller transmits a control signal according to the current intensity of the monitoring photodetector 190 to the optical signal output driving circuit chip 150.
- the optical signal output driving circuit chip 150 outputs an optical signal having a constant intensity by changing the magnitude of the current according to the control signal.
- an optical signal output driver circuit chip 40 and an optical signal output unit implemented on the substrate 70. It should be as close as possible to the distance of (10).
- an optical signal output driver circuit chip 40 is disposed below the optical signal output unit 10 to provide an optical signal.
- An arrangement distance between the output unit 10 and the optical signal output driver circuit chip 40 may be reduced.
- the placement distance should be about 0.2 mm to 0.5 mm to transmit a high speed optical signal of 10 Gbps to 25 Gbps while reducing signal distortion.
- each optical communication output array 80 has a distance of 250 ⁇ m to 750 ⁇ m between the centers of adjacent optical communication output units 10.
- the distance between the optical communication output units 10 of the optical communication output array 80 is narrow, it is difficult to arrange the optical signal output driver circuit chip 40 at the lower ends of the plurality of optical communication output units 10.
- the distance between the semiconductor laser optical communication output units 10 of each channel should be increased.
- the distance between each channel of the semiconductor laser array or the photodetector array for the monitor unit is already standardized. It is difficult for the manufacturer of the transmission device to arbitrarily increase the distance between the optical communication outputs 10.
- the distance between the optical communication output units 10 is arbitrarily determined by the manufacturer of the optical transmitter. Even if you increase the value, it may not make much sense.
- the optical signal output driver circuit chip 40 must be disposed behind the optical communication output array 80, and the optical communication output array 80 Since the photodetector 50 for monitoring is disposed at the rear side, the light emitted from the optical signal output unit 10 must be sensed so that the optical communication output array 80 and the optical signal output driver circuit chip 40 are close to each other. Difficult to deploy
- an optical transmitter Compared with a general optical transmitter, an optical transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention has a reflection unit between the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 as shown in FIGS. 2 and 3. 170, the reflector 170 may reflect the light emitted from the optical signal output unit 130 in the second direction toward the monitoring photodetector 190 in the third direction.
- the reflector 170 may be implemented on the substrate 110 through a photolithography process, even if the reflector 170 is between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150, the Gbps may be 25 Gbps. The distance between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 may be reduced to transmit the high speed optical signal while reducing distortion. A manufacturing process of the reflector 170 will be described in detail later with reference to the drawings.
- an interval between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 may be 0.2 mm to 0.5 mm, and a reflector ( 170 may be disposed.
- the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 are implemented on a single substrate 110 so that the optical transmission device according to the embodiment of the present invention. May be implemented in the form of a module.
- the light reflected through the reflector 170 may travel through the empty space between the reflector 170 and the monitoring photodetector 190 to reach the monitoring photodetector 190. That is, as shown in Figures 2 and 3, the optical transmission device according to an embodiment of the present invention for monitoring from the monitoring substrate 200 and the reflecting unit 170 is provided with a monitoring photodetector 190
- the substrate 200 may further include a support 210 spaced apart from the substrate 200.
- the substrate for the monitoring unit 200 may be a ceramic substrate, but is not limited thereto.
- the support unit 210 may be an empty space between the monitoring substrate 200 and the reflecting unit 170.
- the light reflected through the unit 170 may reach the monitoring photodetector 190 by traveling through an empty space between the reflector 170 and the monitoring photodetector 190.
- the reflected light passes through the empty space as described above, the light may proceed without interference, so that the operation of the monitoring photodetector 190 may be stably and accurately performed.
- the optical transmission apparatus further includes a monitoring photodetector 190 and further includes a monitoring substrate 200 spaced apart from the reflector 170. It may include. In this case, the monitoring photodetector 190 may be closer to the reflector 170 than the monitoring substrate 200.
- the monitoring photodetector 190 may be wire-bonded with a conductive portion filling the via hole formed in the monitoring substrate 200. Accordingly, one end of the monitoring photodetector 190 and one side of the conductive material of the left via hole may be connected, and the other side of the conductive material of the left via hole may be wire-bonded with the power control unit. In addition, the other end of the monitoring photodetector 190 and one side of the conductive material of the right via hole may be connected, and the other side of the conductive material of the right via hole may be wire-bonded with the power control unit.
- the optical transmission device is provided with a monitoring photodetector 190 and further comprises a monitoring substrate 200 spaced apart from the reflector 170 Can be.
- the light reflected by the reflector 170 in the third direction may pass through the monitoring substrate 200 to reach the monitoring photodetector 190.
- the monitoring substrate 200 may be a light transmissive substrate such as a glass substrate.
- the light receiving area of the monitoring photodetector 190 is disposed to be adjacent to or in contact with the monitoring substrate 200.
- the monitoring photodetector 190 and the monitoring substrate 200 may be flip chip bonding.
- the reflected light passes through the monitoring substrate 200 to reach the monitoring photodetector 190, and the light receiving area of the monitoring photodetector 190 senses the reflected light. May be located opposite one side of the monitoring photodetector 190 adjacent to the monitoring substrate 200.
- the monitoring photodetector 190 may include a backside illumination motoring photodiode.
- FIGS. 5 and 6 do not show the support 210 for convenience of description.
- FIG. 7 shows a manufacturing process of a silicon substrate of the optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
- the substrate 110 is etched according to a mask pattern to protrude from the substrate 110 to form a reflective body 171 having an inclined surface.
- the etching may be V groove etching by chemical wet etching.
- the substrate 110 may be a silicon wafer, but is not limited thereto.
- the angle of the inclined surface may vary depending on the crystal structure of the substrate 110 or the direction in which the ingot is sliced.
- the angle of the inclined surface may be 45 degrees or 54.7 degrees, but is not limited thereto.
- dry etching at least a portion of the remaining region of the substrate 110, except for the reflective body 171 region.
- the method may further include increasing the thickness of the reflective body 171.
- etching may be performed in a vertical direction with respect to the substrate 110 through dry etching.
- the thickness of the reflective body 171 is increased because the thickness of the semiconductor laser for the optical signal output unit 130 needs to be considered. Unlike the embodiment of the present invention, if the thickness of the reflecting body 171 does not increase, the height of the reflector 170 is lowered to sufficiently reflect the light emitted in the second direction of the semiconductor laser for the optical signal output unit 130. You may not be able to.
- a reflective layer 173 capable of reflecting light is formed on the reflective body 171.
- the reflective layer 173 may be made of a conductive material, and the conductive material may be a stacked structure of Au and Ti, but is not limited thereto.
- the reflector 170 may include a reflective body and a reflective layer 173.
- the reflective body 171 since the reflective body 171 is made by etching the substrate 110, the reflective body 171 may be made of the same material as the substrate 110 and protrude from the substrate 110.
- the reflective layer 173 may be formed by depositing on the reflective body 171.
- the reflective layer 173 is made of a conductive material, the reflective layer 173 may be electrically connected to the ground. Therefore, as shown in FIG. 7C, the reflective layer 173 may be deposited on at least a portion of the substrate 110 as well as the reflective body 171. That is, a conductive material made of the same material as the reflective layer 173 may be formed on the substrate 110.
- an optical signal outputs an optical signal in a first direction and outputs light in a second direction reflected by the reflective layer 173 formed on the reflective body 171.
- the adhesive material 230 is deposited on the first region of the substrate 110 on which the output unit 130 is to be provided.
- An adhesive material 230 is deposited on it.
- setting of the first region and the second region may be performed by SiO 2 passivation deposition, and the adhesive material 230 may be a solder of Au / Sn alloy, but is not limited thereto.
- the setting of the first region and the second region may be simultaneously performed, and the deposition of the adhesive material 230 on the first region and the second region may also be simultaneously performed.
- the optical signal output unit 130 and the optical signal output driving circuit chip are capable of reducing or eliminating distortion of the high speed optical signal.
- the distance between the first area and the second area may be 0.2 mm to 0.5 mm so that 150 is disposed closely.
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Abstract
An optical transmission device according to an embodiment of the present invention comprises: a substrate; an optical signal output unit, provided on the substrate, for outputting an optical signal in a first direction; an optical signal output driving circuit chip, provided on the substrate, for supplying a current to the optical signal output unit; a reflection unit, positioned between the optical signal output unit and the optical signal output driving circuit chip, for reflecting light of the optical signal output unit which is outputted in a second direction different from the first direction, in a third direction which is different from the first direction and the second direction; and a photodetector for monitoring which receives the light reflected in the third direction and generates a current corresponding to the reflected light.
Description
본 발명은 반도체 레이저 구동 회로칩이 집적된 광송신 모듈의 구조 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure and a manufacturing method of an optical transmission module integrated with a semiconductor laser driving circuit chip.
반도체 레이저 구동 IC가 집적된 광송신 모듈의 경우, 반도체 레이저의 전면에서 출력되는 광신호는 광섬유로 집광되어 전송되어지며, 반도체 레이저의 후방으로 출력되는 광은 모니터용 광검출기로 들어가 광 세기에 비례하는 전류를 발생시켜 이를 구동 회로에서 반도체 레이저의 광출력을 안정화시키는 데 사용된다.In the case of the optical transmission module in which the semiconductor laser driver IC is integrated, the optical signal output from the front surface of the semiconductor laser is concentrated and transmitted to the optical fiber, and the light output to the rear of the semiconductor laser enters the monitor photodetector and is proportional to the light intensity. This current is used to stabilize the light output of the semiconductor laser in the driving circuit.
도 1은 반도체 레이저를 사용하는 일반적인 광송신 장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광신호 출력부(10)는 전방으로 광신호를 출력한다. 출력된 광신호는 렌즈(20)에 의하여 집속되어 광섬유(30)로 입사된다. 광신호 출력 구동 회로(40)는 광신호 출력부(10)에 전류를 공급함으로써 광신호가 출력되는데, 광신호의 세기는 광신호 출력 구동 회로(40)가 공급하는 전류의 크기에 비례한다.1 shows a general optical transmission device using a semiconductor laser. As shown in FIG. 1, the optical signal output unit 10 outputs an optical signal to the front. The output optical signal is focused by the lens 20 and is incident to the optical fiber 30. The optical signal output driver circuit 40 outputs an optical signal by supplying a current to the optical signal output unit 10, and the intensity of the optical signal is proportional to the magnitude of the current supplied by the optical signal output driver circuit 40.
광신호 출력부(10)의 광신호 세기는 주변 온도나 광신호 출력부(10)의 사용 기간 등에 의하여 변할 수 있으며, 이에 따라 불안정한 광신호 전송이 이루어질 수 있다.The optical signal intensity of the optical signal output unit 10 may vary depending on the ambient temperature or the period of use of the optical signal output unit 10, and thus unstable optical signal transmission may occur.
광신호 출력부(10)는 반도체 레이저 칩의 후방으로도 빛을 방출하는데, 후방으로 방출되는 빛의 세기는 전방으로 출력되는 광신호 세기에 비례한다. 모니터링부(50)는 광신호 출력부(10)의 후방으로 방출되는 빛을 광검출기를 사용하여 센싱하여 센싱된 빛의 세기에 해당되는 전류를 전력 제어부로 출력한다.The optical signal output unit 10 also emits light to the rear of the semiconductor laser chip, the intensity of the light emitted to the rear is proportional to the intensity of the optical signal output to the front. The monitoring unit 50 senses the light emitted to the rear of the optical signal output unit 10 using the photodetector and outputs a current corresponding to the sensed light intensity to the power control unit.
전력 제어부(60)는 상기 전류에 따라 제어신호를 광신호 출력 구동 회로(40)로 출력하고, 광신호 출력 구동 회로(40)는 제어신호에 따라 전류의 크기를 변화시킴으로써 광신호 출력부(10)가 일정한 세기의 광신호를 출력하도록 한다.The power control unit 60 outputs a control signal to the optical signal output driver circuit 40 according to the current, and the optical signal output driver circuit 40 changes the magnitude of the current according to the control signal. ) Outputs an optical signal of a constant intensity.
한편, 광신호 출력부(10)가 고속의 광신호를 출력함에 따라 광신호 출력부(10)와 광신호 출력 구동 회로(40) 사이의 배치 거리가 커질수록 광신호의 왜곡이 일어날 수 있다. Meanwhile, as the optical signal output unit 10 outputs a high speed optical signal, distortion of the optical signal may occur as the arrangement distance between the optical signal output unit 10 and the optical signal output driver circuit 40 increases.
따라서 최근에 10Gbps 이상의 고속 광송신 모듈에서는 반도체 레이저 구동 IC 칩을 광송신 모듈 내부에 함께 집적하여 광신호의 왜곡을 방지할 수 있는 광신호 출력 구동 회로(40)와 광신호 출력부(10)의 패키징에 대한 연구가 진행되고 있다. Therefore, recently, in the high speed optical transmission module of 10 Gbps or more, the optical signal output driving circuit 40 and the optical signal output unit 10 of the optical laser output IC chip which can prevent the distortion of the optical signal by integrating the semiconductor laser driver IC chip together inside the optical transmission module Research on packaging is ongoing.
본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치 및 그 제조방법은 고속으로 동작하는 반도체 레이저의 후방에 구동 회로 칩 및 광검출기 두 개의 칩을 효과적으로 근접하여 위치시키는 광 패키징 구조를 제시하므로 고속 광신호의 전송시 광신호의 왜곡을 줄이기 위한 것이다. An optical transmission device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention provide an optical packaging structure in which two driving circuit chips and a photodetector chip are located in close proximity to a semiconductor laser operating at a high speed, thereby transmitting a high speed optical signal. This is to reduce distortion of the optical signal.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem of the present application is not limited to the above-mentioned problem, another problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일측면에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 구비되어 반도체레이저의 제1 방향으로 광신호를 출력하는 광신호 출력부; 상기 기판 상에 구비되어 상기 광신호 출력부에 전류를 공급하는 광신호 출력 구동 회로 칩; 상기 광신호 출력부 및 상기 광신호 출력 구동 회로 칩 사이에 위치하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 출력된 상기 광신호 출력부의 빛을 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 다른 제3 방향으로 반사하는 반사부; 및 상기 제3 방향으로 반사된 빛을 입력받아 상기 반사된 빛에 해당되는 전류를 생성하는 모니터링 광검출기를 포함하는 광송신 장치가 제공된다. According to one aspect of the invention, the substrate; An optical signal output unit provided on the substrate to output an optical signal in a first direction of the semiconductor laser; An optical signal output driver circuit chip provided on the substrate to supply a current to the optical signal output unit; The optical signal output unit positioned between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip and output in a second direction different from the first direction may emit light in the first direction and a third direction different from the second direction. Reflecting portion reflecting to; And a monitoring photodetector configured to receive the light reflected in the third direction and generate a current corresponding to the reflected light.
상기 광신호 출력부 및 상기 광신호 출력 구동회로 칩의 간격은 0.2 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. An interval between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip may be 0.2 mm to 0.5 mm.
상기 반사부는 상기 기판과 동일 재질로 이루어져 상기 기판으로부터 돌출된 반사용 바디와 상기 반사용 바디에 증착된 반사층을 포함할 수 있다. The reflector may be made of the same material as the substrate and include a reflective body protruding from the substrate and a reflective layer deposited on the reflective body.
상기 반사층은 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. The reflective layer may be electrically connected to the ground.
상기 기판 상에 상기 반사층과 동일한 재질로 이루어진 도전성 물질이 형성될 수 있다.A conductive material made of the same material as the reflective layer may be formed on the substrate.
상기 반사된 빛은 상기 반사부와 상기 모니터링용 광검출기 사이의 빈 공간을 진행할 수 있다. The reflected light may travel in an empty space between the reflector and the monitoring photodetector.
본 발명의 일측면에 따른 광송신 장치는 상기 모니터링용 광검출기가 구비되는 모니터링부용 기판과, 상기 반사부로부터 상기 모니터링부용 기판을 이격시키는 지지부를 더 포함할 수 있다. The optical transmission apparatus according to an aspect of the present invention may further include a monitoring unit substrate provided with the monitoring photodetector, and a support unit spaced apart from the reflecting unit substrate for the monitoring unit.
본 발명의 일측면에 따른 광송신 장치는 상기 모니터링용 광검출기가 구비되며 상기 반사부로부터 이격된 모니터링용 기판을 더 포함하며, 상기 모니터링용 광검출기가 상기 모니터링용 기판에 비하여 상기 반사부와 더 가까울 수 있다. The optical transmission device according to an aspect of the present invention further includes a monitoring substrate provided with the monitoring photodetector and spaced apart from the reflecting portion, wherein the monitoring photodetector is further compared with the reflecting portion than the monitoring substrate. It may be close.
상기 모니터링용 광검출기는, 상기 모니터링용 기판에 형성된 비아 홀을 채우는 도전부와 와이어 본딩될 수 있다. The monitoring photodetector may be wire bonded with a conductive part filling a via hole formed in the monitoring substrate.
본 발명의 일측면에 따른 광송신 장치는 상기 모니터링용 광검출기가 구비되며 상기 반사부로부터 이격된 모니터링용 기판을 더 포함하며, 상기 반사된 빛은 상기 모니터링용 기판을 투과하여 상기 모니터링용 광검출기에 도달할 수 있다. The optical transmission device according to an aspect of the present invention is provided with the monitoring photodetector further comprises a monitoring substrate spaced from the reflecting portion, the reflected light is transmitted through the monitoring substrate for the photodetector for monitoring Can be reached.
상기 모니터링용 광검출기와 상기 모니터링용 기판은 플립칩 본딩될 수 있다 The monitoring photodetector and the monitoring substrate may be flip chip bonded.
상기 반사된 빛을 센싱하는 상기 모니터링용 광검출기의 수광 영역은 상기 모니터링용 기판과 인접하는 상기 모니터링용 광검출기 일측의 맞은 편에 위치할 수 있다. The light receiving area of the monitoring photodetector for sensing the reflected light may be located opposite to one side of the monitoring photodetector adjacent to the monitoring substrate.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 에칭함으로써 상기 기판에서 돌출되어 경사면을 갖는 반사용 바디를 형성하는 단계; 상기 반사용 바디 상에 빛의 반사가 가능한 반사층을 형성하는 단계; 제1 방향으로 광신호를 출력하고 상기 반사용 바디의 반사층에 반사되는 제2 방향의 빛을 출력하는 광신호 출력부가 구비될 상기 기판의 제1 영역에 접착 물질을 증착하는 단계; 상기 광신호 출력부에 전류를 공급하는 광신호 출력 구동 회로 칩이 구비될 상기 기판의 제2 영역에 접착 물질을 증착하는 단계;를 포함하는 광송신 장치의 제조방법이 제공된다. According to another aspect of the invention, by etching the substrate to form a reflective body protruding from the substrate having an inclined surface; Forming a reflective layer capable of reflecting light on the reflective body; Depositing an adhesive material on a first area of the substrate to be provided with an optical signal output unit for outputting an optical signal in a first direction and outputting light in a second direction reflected by the reflective layer of the reflective body; And depositing an adhesive material on a second region of the substrate to be provided with an optical signal output driver circuit chip for supplying current to the optical signal output unit.
본 발명의 다른 측면에 따른 광송신 장치의 제조방법은 상기 반사용 바디 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역 중 적어도 일부를 드라이 에칭하여 상기 반사용 바디의 두께를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing an optical transmitting apparatus may further include dry etching at least a portion of the remaining regions of the substrate except for the reflective body region to increase the thickness of the reflective body.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 거리는 0.2 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. The distance between the first region and the second region may be 0.2 mm to 0.5 mm.
본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치 및 광송신 장치의 제조방법은 광신호 출력부와 광신호 출력 구동회로 칩 사이에 광신호 출력부에서 방출된 빛을 반도체 레이저 및 구동 회로 칩의 상단에 위치한 모니터링용 광검출기를 향하여 반사하는 반사부를 구비함으로써 구동 회로 칩을 반도체 레이저의 후방에 근접하여 위치시킬 수 있게 하여 고속 광신호의 전송시 광신호의 왜곡을 줄이기 위한 것이다.According to an exemplary embodiment of the present invention, an optical transmitter and a method of manufacturing the optical transmitter are positioned at an upper end of a semiconductor laser and a driver circuit chip between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip. The reflection part reflecting toward the monitoring photodetector allows the driving circuit chip to be positioned close to the rear of the semiconductor laser, thereby reducing distortion of the optical signal during the transmission of the high speed optical signal.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present application are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1 및 도 4는 일반적인 반도체 레이저 광송신 장치를 나타낸다. 1 and 4 show a general semiconductor laser light transmitting apparatus.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 단면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 평면도를 나타낸다.3 is a plan view of an optical transmitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광송신 장치를 나타낸다. 5 and 6 show an optical transmitting apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치용 기판의 제조공정을 나타낸다.7 shows a manufacturing process of a substrate for an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only described in order to more easily disclose the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the scope of the accompanying drawings that will be readily available to those of ordinary skill in the art. You will know.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 단면도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 4 채널 광송신 장치의 평면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a four-channel optical transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치는 기판(110), 광신호 출력부(130), 광신호 출력 구동 회로 칩(150), 반사부(170), 모니터링용 광검출기(190)를 포함한다. As shown in Figures 2 and 3, the optical transmission device according to an embodiment of the present invention is a substrate 110, an optical signal output unit 130, an optical signal output driver circuit chip 150, a reflector 170 And a photodetector 190 for monitoring.
기판(110)은 실리콘 광학대(Si Optical Bench)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate 110 may include a silicon optical bench, but is not limited thereto.
광신호 출력부(130)는 기판(110) 상에 구비되어 제1 방향으로 반도체 레이저의 광신호를 출력한다. 광신호는 광신호 출력부(130)의 일측면에서 출력될 수 있다. 이와 같은 제1 방향의 광신호는 렌즈(미도시)에 입사되어 집속되고 집속된 광신호는 광파이버(optical fiber)(미도시)에 입사되어 전송될 수 있다. The optical signal output unit 130 is provided on the substrate 110 to output the optical signal of the semiconductor laser in the first direction. The optical signal may be output from one side of the optical signal output unit 130. The optical signal in the first direction is incident and focused on a lens (not shown), and the focused optical signal is incident on an optical fiber (not shown) and transmitted.
광신호 출력 구동 회로 칩(150)은 기판(110) 상에 구비되어 광신호 출력부(130)에 전류를 공급한다. 이 때 광신호 출력부(130)는 전류의 파형에 따른 광신호를 출력할 수 있다. 멀티 채널(multi-channel)을 구현하기 위한 복수의 광신호 출력 구동 회로 칩(150)과 이에 해당되는 복수의 광신호 출력부(130)가 기판(110) 상에 구현될 수 있다. The optical signal output driver circuit chip 150 is provided on the substrate 110 to supply a current to the optical signal output unit 130. At this time, the optical signal output unit 130 may output the optical signal according to the waveform of the current. A plurality of optical signal output driver circuit chips 150 for implementing a multi-channel and a plurality of optical signal output units 130 corresponding thereto may be implemented on the substrate 110.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 4 채널을 형성하기 위한 4개의 광신호 출력 구동 회로 칩(150)이 구비되고, 광신호 출력 구동 회로 칩(150)으로부터 각각의 전류를 공급받아 4개의 광신호 출력부(130) 각각이 광신호를 출력할 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, four optical signal output driver circuit chips 150 for forming four channels on the substrate 110 are provided, respectively, from the optical signal output driver circuit chips 150. Each of the four optical signal output units 130 may output an optical signal by receiving a current of the optical signal output unit 130.
이와 같은 광신호 출력 구동회로 칩(150)와 광신호 출력부(130)는 전류를 공급하기 위하여 와이어 본딩(wire-bonding)될 수 있다. The optical signal output driving circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 may be wire-bonded to supply a current.
반사부(170)는 광신호 출력부(130) 및 광신호 출력 구동 회로 칩(150) 사이에 위치하여 제1 방향과 다른 제2 방향으로 출력된 광신호 출력부(130)의 빛을 제1 방향 및 제2 방향과 다른 제3 방향으로 반사한다. 제2 방향의 빛을 제3 방향으로 반사하기 위하여 반사부(170)는 각도 θ 만큼 기울어진 경사면을 지닐 수 있다. The reflector 170 is positioned between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 to emit light of the optical signal output unit 130 output in a second direction different from the first direction. And reflects in a third direction different from the second direction. The reflector 170 may have an inclined surface inclined by an angle θ to reflect light in the second direction in the third direction.
예를 들어, 광신호 출력부(130)는 광신호 출력부(130)의 일측면에서 광신호를 출력할 뿐만 아니라 상기 일측면의 맞은 편 타측면에서도 빛을 방출할 수 있다. 이 때 제 3 방향으로 반사된 빛의 세기는 제 1의 방향으로 출력되는 광신호의 세기에 비례할 수 있다. 반사부(170)는 상기 타측면으로부터 방출된 빛을 광신호 출력 구동 회로 칩(150)과 광신호 출력부(130)를 기준으로 기판(110)의 맞은 편에 위치한 모니터링용 광검출기(190)를 향하여 반사시킬 수 있다. For example, the optical signal output unit 130 may not only output the optical signal from one side of the optical signal output unit 130 but also emit light from the other side opposite to the one side. In this case, the intensity of light reflected in the third direction may be proportional to the intensity of the optical signal output in the first direction. The reflector 170 monitors the light emitted from the other side of the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 based on the monitoring photodetector 190 opposite the substrate 110. Can be reflected towards.
모니터링용 광검출기(190)는 제3 방향으로 반사된 빛을 입력받아 반사된 빛에 해당되는 전류를 생성한다. 즉, 모니터링용 광검출기(190)는 반사된 빛의 세기에 비례하는 세기를 지닌 전류를 생성할 수 있다. The monitoring photodetector 190 receives the light reflected in the third direction and generates a current corresponding to the reflected light. That is, the monitoring photodetector 190 may generate a current having an intensity proportional to the intensity of the reflected light.
모니터링용 광검출기(190)가 출력한 전류는 전력 제어부(미도시)로 입력되며, 전력 제어부는 모니터링용 광검출기(190)의 전류 세기에 따른 제어신호를 광신호 출력 구동 회로 칩(150)으로 출력하고, 광신호 출력 구동 회로 칩(150)은 제어신호에 따라 전류의 크기를 변화시킴으로써 광신호 출력부(130)가 일정한 세기의 광신호를 출력하도록 한다. The current output from the monitoring photodetector 190 is input to a power controller (not shown), and the power controller transmits a control signal according to the current intensity of the monitoring photodetector 190 to the optical signal output driving circuit chip 150. The optical signal output driving circuit chip 150 outputs an optical signal having a constant intensity by changing the magnitude of the current according to the control signal.
앞서 도 1을 통하여 설명된 바와 같이, 25 Gbps 이상과 같이 고속의 광신호를 신호 왜곡을 줄이면서 전송하기 위해서는 기판(70) 상에 구현된 광신호 출력 구동 회로 칩(40)과 광신호 출력부(10)의 거리가 되도록 가까워야 한다. As described above with reference to FIG. 1, in order to transmit a high speed optical signal such as 25 Gbps or more while reducing signal distortion, an optical signal output driver circuit chip 40 and an optical signal output unit implemented on the substrate 70. It should be as close as possible to the distance of (10).
이를 위하여 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반적인 싱글 채널(single channel) 광송신 모듈의 경우, 광신호 출력부(10) 하단에 광신호 출력 구동 회로 칩(40)을 배치함으로써 광신호 출력부(10)와 광신호 출력 구동 회로 칩(40)의 배치 거리를 줄일 수 있다. 이 때 배치 거리는 0.2 mm에서 0.5 mm 정도여야 10 Gbps 내지 25 Gbps의 고속의 광신호를 신호 왜곡을 줄이면서 전송할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 4A, in the case of a general single channel optical transmission module, an optical signal output driver circuit chip 40 is disposed below the optical signal output unit 10 to provide an optical signal. An arrangement distance between the output unit 10 and the optical signal output driver circuit chip 40 may be reduced. At this time, the placement distance should be about 0.2 mm to 0.5 mm to transmit a high speed optical signal of 10 Gbps to 25 Gbps while reducing signal distortion.
하지만 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 멀티 채널 광송신 모듈의 경우, 복수의 광통신 출력부(10)를 포함하는 광통신 출력 어레이(array)(80) 또는 다수의 개별 광통신 출력부(10)가 기판(70)에 구비될 수 있다. 통상적으로 이런 멀티 채널 광송신 모듈의 경우 각각의 광통신 출력 어레이(80)는 인접한 광통신 출력부(10) 중심 사이의 거리가 250㎛ 내지 750㎛이다. However, as shown in (b) of FIG. 4, in the case of a multi-channel optical transmission module, an optical communication array 80 including a plurality of optical communication output units 10 or a plurality of individual optical communication output units 10. ) May be provided on the substrate 70. Typically, in such a multi-channel optical transmission module, each optical communication output array 80 has a distance of 250 μm to 750 μm between the centers of adjacent optical communication output units 10.
이와 같이 광통신 출력 어레이(80)의 광통신 출력부(10) 사이의 거리가 좁기 때문에 복수의 광통신 출력부(10) 하단마다 광신호 출력 구동 회로 칩(40)을 배치하기 어렵다. 이를 해결하기 위하여 각 채널의 반도체 레이저 광통신 출력부(10) 사이의 거리를 늘려야 하는데, 이러한 멀티 채널 광 모듈의 경우 반도체 레이저 어레이 또는 모니터부용 광검출기 어레이의 각 채널 사이의 간격이 이미 표준화되어 있으므로 광송신 장치의 제조자가 임의로 광통신 출력부(10) 사이의 거리를 늘리기 어렵다. As such, since the distance between the optical communication output units 10 of the optical communication output array 80 is narrow, it is difficult to arrange the optical signal output driver circuit chip 40 at the lower ends of the plurality of optical communication output units 10. In order to solve this problem, the distance between the semiconductor laser optical communication output units 10 of each channel should be increased. In the case of such a multi-channel optical module, the distance between each channel of the semiconductor laser array or the photodetector array for the monitor unit is already standardized. It is difficult for the manufacturer of the transmission device to arbitrarily increase the distance between the optical communication outputs 10.
또한 상용화된 광통신 출력 어레이(80)에 맞추어 광파이버의 간격이 250㎛ 내지 750㎛인 멀티 채널용 광파이버 어레이(미도시)가 상용화되어 있으므로 광송신 장치의 제조자가 임의로 광통신 출력부(10) 사이의 거리를 늘린다 하더라도 큰 의미가 없게 될 수 있다. In addition, since a multi-channel optical fiber array (not shown) having an optical fiber distance of 250 μm to 750 μm is commercially available in accordance with a commercially available optical communication output array 80, the distance between the optical communication output units 10 is arbitrarily determined by the manufacturer of the optical transmitter. Even if you increase the value, it may not make much sense.
이에 따라 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 광통신 출력 어레이(array)(80)의 후방에 광신호 출력 구동 회로 칩(40)을 배치해야 하는데, 광통신 출력 어레이(array)(80)의 후방에는 모니터링용 광검출기(50)가 배치되어 광신호 출력부(10)가 후방으로 방출하는 빛이 센싱되어야 하므로 광통신 출력 어레이(array)(80)와 광신호 출력 구동 회로 칩(40)을 가깝게 배치하는 것이 어렵다.Accordingly, as shown in (b) of FIG. 4, the optical signal output driver circuit chip 40 must be disposed behind the optical communication output array 80, and the optical communication output array 80 Since the photodetector 50 for monitoring is disposed at the rear side, the light emitted from the optical signal output unit 10 must be sensed so that the optical communication output array 80 and the optical signal output driver circuit chip 40 are close to each other. Difficult to deploy
일반적인 광송신 장치와 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광신호 출력 구동 회로 칩(150)과 광신호 출력부(130) 사이에 반사부(170)가 구비되고, 반사부(170)가 광신호 출력부(130)가 제2 방향으로 방출한 빛을 모니터링용 광검출기(190)를 향하여 제3 방향으로 반사할 수 있다. Compared with a general optical transmitter, an optical transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention has a reflection unit between the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 as shown in FIGS. 2 and 3. 170, the reflector 170 may reflect the light emitted from the optical signal output unit 130 in the second direction toward the monitoring photodetector 190 in the third direction.
이 때 반사부(170)는 포토리소그라피 공정을 통하여 기판(110) 상에 구현할 수 있으므로 반사부(170)가 광신호 출력부(130) 및 광신호 출력 구동 회로 칩(150) 사이에 있더라도 25 Gbps 이상의 고속 광신호를 왜곡을 줄이면서 전송 가능하도록 광신호 출력부(130) 및 광신호 출력 구동 회로 칩(150)의 간격을 줄일 수 있다. 반사부(170)의 제작 공정에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. In this case, since the reflector 170 may be implemented on the substrate 110 through a photolithography process, even if the reflector 170 is between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150, the Gbps may be 25 Gbps. The distance between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 may be reduced to transmit the high speed optical signal while reducing distortion. A manufacturing process of the reflector 170 will be described in detail later with reference to the drawings.
25 Gbps 이상의 고속 광신호를 왜곡을 줄이면서 전송 가능하려면, 광신호 출력부(130) 및 광신호 출력 구동 회로 칩(150)의 간격은 0.2 mm 내지 0.5 mm일 수 있으며, 이 사이에 반사부(170)가 배치될 수 있다. In order to be able to transmit a high speed optical signal of 25 Gbps or more while reducing distortion, an interval between the optical signal output unit 130 and the optical signal output driver circuit chip 150 may be 0.2 mm to 0.5 mm, and a reflector ( 170 may be disposed.
도 2 및 도 3을 통하여 설명된 바와 같이, 광신호 출력 구동 회로 칩(150)과 광신호 출력부(130)가 하나의 기판(110) 상에 구현됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치는 모듈 형태로 구현될 수 있다.As described with reference to FIGS. 2 and 3, the optical signal output driver circuit chip 150 and the optical signal output unit 130 are implemented on a single substrate 110 so that the optical transmission device according to the embodiment of the present invention. May be implemented in the form of a module.
한편, 반사부(170)를 통하여 반사된 빛은 반사부(170)와 모니터링용 광검출기(190) 사이의 빈 공간을 진행하여 모니터링용 광검출기(190)에 도달할 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치는 모니터링용 광검출기(190)가 구비되는 모니터링용 기판(200)과, 반사부(170)로부터 모니터링용 기판(200)을 이격시키는 지지부(210)를 더 포함할 수 있다. 이 때 모너터링부용 기판(200)은 세라믹 기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the light reflected through the reflector 170 may travel through the empty space between the reflector 170 and the monitoring photodetector 190 to reach the monitoring photodetector 190. That is, as shown in Figures 2 and 3, the optical transmission device according to an embodiment of the present invention for monitoring from the monitoring substrate 200 and the reflecting unit 170 is provided with a monitoring photodetector 190 The substrate 200 may further include a support 210 spaced apart from the substrate 200. At this time, the substrate for the monitoring unit 200 may be a ceramic substrate, but is not limited thereto.
이와 같이 지지부(210)가 모니터링용 기판(200)과 반사부(170)를 이격시키므로 지지부(210)가 모니터링용 기판(200)과 반사부(170) 사이는 빈 공간일 수 있으며, 이에 따라 반사부(170)를 통하여 반사된 빛은 반사부(170)와 모니터링용 광검출기(190) 사이의 빈 공간을 진행하여 모니터링용 광검출기(190)에 도달할 수 있다.As such, since the support unit 210 spaces the monitoring substrate 200 and the reflecting unit 170, the support unit 210 may be an empty space between the monitoring substrate 200 and the reflecting unit 170. The light reflected through the unit 170 may reach the monitoring photodetector 190 by traveling through an empty space between the reflector 170 and the monitoring photodetector 190.
이와 같이 반사된 빛이 빈 공간을 통과하므로 빛이 방해없이 진행 할 수 있으므로 모니터링용 광검출기(190)의 동작이 안정적이고 정확하게 이루어질 수 있다. Since the reflected light passes through the empty space as described above, the light may proceed without interference, so that the operation of the monitoring photodetector 190 may be stably and accurately performed.
한편, 앞서 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치는 모니터링용 광검출기(190)가 구비되며 반사부(170)로부터 이격된 모니터링용 기판(200)을 더 포함할 수 있다. 이 때 모니터링용 광검출기(190)가 모니터링용 기판(200)에 비하여 반사부(170)와 더 가까울 수 있다. Meanwhile, as described above with reference to FIG. 2, the optical transmission apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention further includes a monitoring photodetector 190 and further includes a monitoring substrate 200 spaced apart from the reflector 170. It may include. In this case, the monitoring photodetector 190 may be closer to the reflector 170 than the monitoring substrate 200.
이에 따라 모니터링용 광검출기(190)는 모니터링용 기판(200)에 형성된 비아 홀(via hole)을 채우는 도전부와 와이어 본딩될 수 있다. 이에 따라 모니터링용 광검출기(190)의 일단과 좌측 비아 홀의 도전물질의 일측이 연결되고 좌측 비아 홀의 도전물질의 타측은 전력 제어부와 와이어 본딩될 수 있다. 또한 모니터링용 광검출기(190)의 타단과 우측 비아 홀의 도전물질의 일측이 연결되고 우측 비아 홀의 도전물질의 타측은 전력 제어부와 와이어 본딩될 수 있다. Accordingly, the monitoring photodetector 190 may be wire-bonded with a conductive portion filling the via hole formed in the monitoring substrate 200. Accordingly, one end of the monitoring photodetector 190 and one side of the conductive material of the left via hole may be connected, and the other side of the conductive material of the left via hole may be wire-bonded with the power control unit. In addition, the other end of the monitoring photodetector 190 and one side of the conductive material of the right via hole may be connected, and the other side of the conductive material of the right via hole may be wire-bonded with the power control unit.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광송신 장치는 모니터링용 광검출기(190)가 구비되며 반사부(170)로부터 이격된 모니터링용 기판(200)을 더 포함할 수 있다. 이 때 반사부(170)에 의하여 제3 방향으로 반사된 빛은 모니터링용 기판(200)을 투과하여 모니터링용 광검출기(190)에 도달할 수 있다. 이를 위하여 모니터링용 기판(200)은 글라스 기판과 같은 광투과성 기판일 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 5, the optical transmission device according to another embodiment of the present invention is provided with a monitoring photodetector 190 and further comprises a monitoring substrate 200 spaced apart from the reflector 170 Can be. In this case, the light reflected by the reflector 170 in the third direction may pass through the monitoring substrate 200 to reach the monitoring photodetector 190. For this purpose, the monitoring substrate 200 may be a light transmissive substrate such as a glass substrate.
이와 같이 반사된 빛이 모니터링용 기판(200)을 통과하여 모니터링용 광검출기(190)에 도달하므로 모니터링용 광검출기(190)의 수광 영역은 모니터링용 기판(200)과 인접하게 배치되거나 접촉되도록 배치될 수 있으며, 이를 위하여 모니터링용 광검출기(190)와 모니터링용 기판(200)은 플립칩 본딩(flip chip bonding)될 수 있다. Since the reflected light passes through the monitoring substrate 200 to reach the monitoring photodetector 190, the light receiving area of the monitoring photodetector 190 is disposed to be adjacent to or in contact with the monitoring substrate 200. For this purpose, the monitoring photodetector 190 and the monitoring substrate 200 may be flip chip bonding.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사된 빛이 모니터링용 기판(200)을 통과하여 모니터링용 광검출기(190)에 도달하며, 반사된 빛을 센싱하는 모니터링용 광검출기(190)의 수광 영역은 모니터링용 기판(200)과 인접하는 모니터링용 광검출기(190) 일측의 맞은 편에 위치할 수 있다. 이를 위하여 모니터링용 광검출기(190)는 후면 입사형 모니터링 광검출기(backside illumination motoring photo diode)를 포함할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 6, the reflected light passes through the monitoring substrate 200 to reach the monitoring photodetector 190, and the light receiving area of the monitoring photodetector 190 senses the reflected light. May be located opposite one side of the monitoring photodetector 190 adjacent to the monitoring substrate 200. For this purpose, the monitoring photodetector 190 may include a backside illumination motoring photodiode.
참고로 도 5 및 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 지지부(210)를 도시하지 않았다.For reference, FIGS. 5 and 6 do not show the support 210 for convenience of description.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 제조방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing an optical transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 실리콘 기판의 제조공정을 나타낸다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(110)을 마스크 패턴에 따라 에칭함으로써 기판(110)에서 돌출되어 경사면을 갖는 반사용 바디(171)를 형성한다. 이 때 에칭은 케미컬 웻 에칭(chemical wet etching)에 의한 V 홈 에칭(V groove etching)일 수 있다. 또한 기판(110)은 실리콘 웨이퍼일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 7 shows a manufacturing process of a silicon substrate of the optical transmission device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7A, the substrate 110 is etched according to a mask pattern to protrude from the substrate 110 to form a reflective body 171 having an inclined surface. In this case, the etching may be V groove etching by chemical wet etching. In addition, the substrate 110 may be a silicon wafer, but is not limited thereto.
경사면의 각도는 기판(110)의 결정 구조나 잉곳을 슬라이싱하는 방향에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 경사면의 각도는 45 도 또는 54.7 도 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The angle of the inclined surface may vary depending on the crystal structure of the substrate 110 or the direction in which the ingot is sliced. For example, the angle of the inclined surface may be 45 degrees or 54.7 degrees, but is not limited thereto.
본 발명의 실시예에 따른 광송신 장치의 기판 제조방법은, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 반사용 바디(171) 영역을 제외한 기판(110)의 나머지 영역 중 적어도 일부를 드라이 에칭하여 반사용 바디(171)의 두께를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 드라이 에칭을 통하여 기판(110)에 대하여 수직 방향으로 에칭이 이루어질 수 있다. In the substrate manufacturing method of the optical transmission device according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 7 (b), dry etching at least a portion of the remaining region of the substrate 110, except for the reflective body 171 region. The method may further include increasing the thickness of the reflective body 171. In this case, etching may be performed in a vertical direction with respect to the substrate 110 through dry etching.
이와 같이 반사용 바디(171)의 두께를 증가시키는 것은 도 2에 도시된 바와 같이 광신호 출력부(130)용 반도체 레이저의 두께를 고려해야 하기 때문이다. 본 발명의 실시예와 다르게 반사용 바디(171)의 두께가 증가하지 않으면 반사부(170)의 높이가 낮아져 광신호 출력부(130)용 반도체 레이저의 제2 방향으로 방출된 빛을 충분히 반사하지 못할 수 있다. As described above, the thickness of the reflective body 171 is increased because the thickness of the semiconductor laser for the optical signal output unit 130 needs to be considered. Unlike the embodiment of the present invention, if the thickness of the reflecting body 171 does not increase, the height of the reflector 170 is lowered to sufficiently reflect the light emitted in the second direction of the semiconductor laser for the optical signal output unit 130. You may not be able to.
한편, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 반사용 바디(171) 상에 빛의 반사가 가능한 반사층(173)을 형성한다. 반사층(173)은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 도전성 물질은 Au와 Ti의 적층 구조일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, as shown in FIG. 7C, a reflective layer 173 capable of reflecting light is formed on the reflective body 171. The reflective layer 173 may be made of a conductive material, and the conductive material may be a stacked structure of Au and Ti, but is not limited thereto.
이와 같이 반사부(170)는 반사 바디 및 반사층(173)을 포함할 수 있다. 이 때 반사용 바디(171)는 기판(110)의 에칭에 의하여 이루어지므로 기판(110)과 동일 재질로 이루어져 기판(110)으로부터 돌출될 수 있다. 반사층(173)은 반사용 바디(171)에 증착됨으로써 형성될 수 있다. As such, the reflector 170 may include a reflective body and a reflective layer 173. In this case, since the reflective body 171 is made by etching the substrate 110, the reflective body 171 may be made of the same material as the substrate 110 and protrude from the substrate 110. The reflective layer 173 may be formed by depositing on the reflective body 171.
이와 같은 반사층(173)은 도전성 물질로 이루어지므로 반사층(173)은 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 반사층(173)은 반사용 바디(171)뿐만 아니라 기판(110)의 적어도 일부 영역에 증착될 수 있다. 즉, 기판(110) 상에 반사층(173)과 동일한 재질로 이루어진 도전성 물질이 형성될 수 있다. Since the reflective layer 173 is made of a conductive material, the reflective layer 173 may be electrically connected to the ground. Therefore, as shown in FIG. 7C, the reflective layer 173 may be deposited on at least a portion of the substrate 110 as well as the reflective body 171. That is, a conductive material made of the same material as the reflective layer 173 may be formed on the substrate 110.
도 7의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 방향으로 광신호를 출력하고 반사용 바디(171)에 형성된 반사층(173)에 반사되는 제2 방향의 빛을 출력하는 광신호 출력부(130)가 구비될 기판(110)의 제1 영역에 접착 물질(230)을 증착한다. As shown in FIGS. 7D and 7E, an optical signal outputs an optical signal in a first direction and outputs light in a second direction reflected by the reflective layer 173 formed on the reflective body 171. The adhesive material 230 is deposited on the first region of the substrate 110 on which the output unit 130 is to be provided.
또한, 도 7의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 광신호 출력부(130)에 전류를 공급하는 광신호 출력 구동 회로 칩(150)이 구비될 기판(110)의 제2 영역에 접착 물질(230)을 증착한다. In addition, as illustrated in FIGS. 7D and 7E, the second region of the substrate 110 to be provided with the optical signal output driver circuit chip 150 for supplying current to the optical signal output unit 130. An adhesive material 230 is deposited on it.
이 때 제1 영역 및 제2 영역의 설정은 SiO
2 패시베이션(passivation) 증착에 의하여 이루어질 수 있으며, 접착 물질(230)은 Au/Sn 합금의 솔더(solder)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, setting of the first region and the second region may be performed by SiO 2 passivation deposition, and the adhesive material 230 may be a solder of Au / Sn alloy, but is not limited thereto.
또한 제1 영역 및 제2 영역의 설정은 동시에 이루어질 수 있으며, 제1 영역 및 제2 영역에 접착 물질(230)이 증착되는 것 역시 동시에 이루어질 수 있다.In addition, the setting of the first region and the second region may be simultaneously performed, and the deposition of the adhesive material 230 on the first region and the second region may also be simultaneously performed.
이와 같이 리소그라피 공정을 통하여 반사부(170)가 제1 영역과 제2 영역 사이에 형성되므로, 고속 광신호의 왜곡을 줄이거나 없앨 수 있을 정도로 광신호 출력부(130)와 광신호 출력 구동 회로 칩(150)이 가깝게 배치되도록 제1 영역과 제2 영역 사이의 거리는 0.2 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. As such, since the reflector 170 is formed between the first region and the second region through a lithography process, the optical signal output unit 130 and the optical signal output driving circuit chip are capable of reducing or eliminating distortion of the high speed optical signal. The distance between the first area and the second area may be 0.2 mm to 0.5 mm so that 150 is disposed closely.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention can be embodied by those skilled in the art. It is self-evident to. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
Claims (15)
- 기판;Board;상기 기판 상에 구비되어 제1 방향으로 반도체 레이저의 광신호를 출력하는 광신호 출력부;An optical signal output unit provided on the substrate and outputting an optical signal of a semiconductor laser in a first direction;상기 기판 상에 구비되어 상기 광신호 출력부에 전류를 공급하는 광신호 출력 구동 회로 칩;An optical signal output driver circuit chip provided on the substrate to supply a current to the optical signal output unit;상기 광신호 출력부 및 상기 광신호 출력 구동 회로 칩 사이에 위치하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 출력된 상기 광신호 출력부의 빛을 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 다른 제3 방향으로 반사하는 반사부; 및The optical signal output unit positioned between the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip and output in a second direction different from the first direction may emit light in the first direction and a third direction different from the second direction. Reflecting portion reflecting to; And상기 제3 방향으로 반사된 빛을 입력받아 상기 반사된 빛에 해당되는 전류를 생성하는 모니터링용 광검출기를 포함하는 광송신 장치.And a photodetector for monitoring that receives the light reflected in the third direction and generates a current corresponding to the reflected light.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 광신호 출력부 및 상기 광신호 출력 구동 회로 칩의 간격은 0.2 mm 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 광송신 장치. And the optical signal output unit and the optical signal output driver circuit chip have a distance of 0.2 mm to 0.5 mm.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 반사부는 상기 기판과 동일 재질로 이루어져 상기 기판으로부터 돌출된 반사용 바디와 상기 반사용 바디에 증착된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.The reflector is made of the same material as the substrate and the optical transmission device, characterized in that it comprises a reflective body protruding from the substrate and a reflective layer deposited on the reflective body.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 반사층은 그라운드와 전기적으로 연결될 것을 특징으로 하는 광송신 장치. And the reflective layer is electrically connected to the ground.
- 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein상기 기판 상에 상기 반사층과 동일한 재질로 이루어진 도전성 물질이 형성되는 것을 특징으로 하는 광송신 장치. And a conductive material formed of the same material as the reflective layer on the substrate.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 반사된 빛은 상기 반사부와 상기 모니터링용 광검출기 사이의 빈 공간을 진행하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And the reflected light travels through an empty space between the reflecting unit and the monitoring photodetector.
- 제1항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 1 or 6,상기 모니터링용 광검출기가 구비되는 모니터링용 기판과, A monitoring substrate provided with the monitoring photodetector;상기 반사부로부터 상기 모니터링용 기판을 이격시키는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And a support part for separating the monitoring substrate from the reflecting part.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 모니터링용 광검출기가 구비되며 상기 반사부로부터 이격된 모니터링용 기판을 더 포함하며, The monitoring photodetector is provided and further comprises a monitoring substrate spaced from the reflecting portion,상기 모니터링용 광검출기가 상기 모니터링용 기판에 비하여 상기 반사부와 더 가까운 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And said monitoring photodetector is closer to said reflecting portion than said monitoring substrate.
- 제8항에 있어서,The method of claim 8,상기 모니터링용 광검출기는,The monitoring photodetector,상기 모니터링용 기판에 형성된 비아 홀을 채우는 도전부와 와이어 본딩되는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And a wire bonding portion with a conductive portion filling the via hole formed in the monitoring substrate.
- 제1항에 있어서,The method of claim 1,상기 모니터링용 광검출기가 구비되며 상기 반사부로부터 이격된 모니터링용 기판을 더 포함하며, The monitoring photodetector is provided and further comprises a monitoring substrate spaced from the reflecting portion,상기 반사된 빛은 상기 모니터링용 기판을 투과하여 상기 모니터링용 광검출기에 도달하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And the reflected light passes through the monitoring substrate to reach the monitoring photodetector.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 모니터링용 광검출기와 상기 모니터링용 기판은 플립칩 본딩되는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And the monitoring photodetector and the monitoring substrate are flip chip bonded.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 반사된 빛을 센싱하는 상기 모니터링용 광검출기의 수광 영역은 상기 모니터링용 기판과 인접하는 상기 모니터링용 광검출기 칩 일측의 맞은 편에 위치하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치.And a light receiving area of the monitoring photodetector for sensing the reflected light is located opposite one side of the monitoring photodetector chip adjacent to the monitoring substrate.
- 기판을 에칭함으로써 상기 기판에서 돌출되어 경사면을 갖는 반사용 바디를 형성하는 단계;Etching the substrate to form a reflecting body protruding from the substrate and having an inclined surface;상기 반사용 바디 상에 빛의 반사가 가능한 반사층을 형성하는 단계;Forming a reflective layer capable of reflecting light on the reflective body;제1 방향으로 반도체 레이저의 광신호를 출력하고 상기 반사용 바디의 반사층에 반사되는 제2 방향의 빛을 출력하는 광신호 출력부가 구비될 상기 기판의 제1 영역에 접착 물질을 증착하는 단계;Depositing an adhesive material on a first region of the substrate to be provided with an optical signal output unit for outputting an optical signal of a semiconductor laser in a first direction and outputting light in a second direction reflected by a reflective layer of the reflective body;상기 광신호 출력부에 전류를 공급하는 광신호 출력 구동 회로 칩이 구비될 상기 기판의 제2 영역에 접착 물질을 증착하는 단계;Depositing an adhesive material on a second region of the substrate to be provided with an optical signal output driver circuit chip supplying current to the optical signal output unit;를 포함하는 광송신 장치의 제조방법.Method of manufacturing an optical transmission device comprising a.
- 제13항에 있어서,The method of claim 13,상기 반사용 바디 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역 중 적어도 일부를 드라이 에칭하여 상기 반사용 바디의 두께를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광송신 장치의 제조방법. And dry-etching at least a portion of the remaining areas of the substrate other than the reflective body area to increase the thickness of the reflective body.
- 제13항에 있어서,The method of claim 13,상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 거리는 0.2 mm 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 광송신 장치의 제조방법.The distance between the first region and the second region is a manufacturing method of the optical transmission device, characterized in that 0.2 mm to 0.5 mm.
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