KR20220122523A - Manufacturing method of optical device based on atomic layer deposition method - Google Patents
Manufacturing method of optical device based on atomic layer deposition method Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220122523A KR20220122523A KR1020220023575A KR20220023575A KR20220122523A KR 20220122523 A KR20220122523 A KR 20220122523A KR 1020220023575 A KR1020220023575 A KR 1020220023575A KR 20220023575 A KR20220023575 A KR 20220023575A KR 20220122523 A KR20220122523 A KR 20220122523A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- manufacturing
- optical device
- waveguides
- silicon
- metal oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 23
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 12
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 12
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 10
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 8
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 8
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene naphthalate Polymers 0.000 claims description 7
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N lead(II) oxide Inorganic materials [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 4
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017109 AlON Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 2
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00206—Processes for functionalising a surface, e.g. provide the surface with specific mechanical, chemical or biological properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45555—Atomic layer deposition [ALD] applied in non-semiconductor technology
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 광학 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자층 증착법의 적용이 가능한 화학물질을 MEMS를 기반으로 움직일 수 있게 만든 구조물에 증착시키는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an optical device, and more particularly, to a technical idea of depositing a chemical material to which an atomic layer deposition method can be applied on a structure made to move based on MEMS.
일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다.In general, as a method of depositing a thin film of a predetermined thickness on a substrate such as a semiconductor substrate or glass, physical vapor deposition (PVD) using physical collisions such as sputtering, and chemical reaction using chemical reaction and chemical vapor deposition (CVD).
그러나, 최근들어 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지고 있어 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.However, in recent years, as the design rule of semiconductor devices is rapidly becoming finer, a thin film with a fine pattern is required and the step difference in the area where the thin film is formed is also very large, so it is difficult to form a fine pattern with an atomic layer thickness very uniformly. The use of atomic layer deposition (ALD) having excellent step coverage is increasing.
이러한 원자층 증착법은 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 복수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 화학흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다.This atomic layer deposition method is similar to a general chemical vapor deposition method in that it uses a chemical reaction between gas molecules. However, unlike conventional CVD in which a plurality of gas molecules are simultaneously injected into a process chamber to deposit a reaction product on a substrate, the atomic layer deposition method injects a gas containing a single source material into the process chamber to be heated. The difference is that a chemical reaction product between the source materials is deposited on the surface of the substrate by chemisorption on the substrate and then a gas containing another source material is injected into the process chamber.
이러한 원자층 증착법은 AMOLED 디스플레이의 박막 봉지, 플렉서블(flexible) 기판의 베리어막(barrier film), 태양광 버퍼 레이어(buffer layer), 반도체용 강유전체(high-k) 캐패시터용 고유전 물질 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 배선 확산 방지막(TiN, TaN 등) 등을 형성하는데 사용될 수 있다.This atomic layer deposition method is a thin film encapsulation of an AMOLED display, a barrier film of a flexible substrate, a solar buffer layer, a high-k material for a semiconductor high-k capacitor, or aluminum (Al) ), a copper (Cu) interconnection diffusion barrier film (TiN, TaN, etc.) may be used.
또한, 원자층 증착법은 현재까지 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)에서 사용되던 매엽식, 배치식 및 스캔형 소형 반응기가 기판위를 이송 또는 반대 방식으로 공정이 이루어지고 있다.In addition, in the atomic layer deposition method, single-wafer, batch, and scan-type small reactors used in plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) up to now are transported on a substrate or in the opposite manner.
한편, 최근 도파관(waveguide)에 기반하는 광위상 배열(optical phased array, OPA) 칩과 같은 광학 소자에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 광학 소자의 성능 개선을 위한 노력이 지속되고 있다.Meanwhile, the demand for optical devices such as optical phased array (OPA) chips based on waveguides has recently increased. Accordingly, efforts to improve the performance of optical devices are continuing.
본 발명은 원자층 증착법이 적용 가능한 화학물질을 MEMS를 기반으로 움직일 수 있게 만든 도파관에 증착시킬 수 있는 광학 소자의 제조방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical device capable of depositing a chemical material to which an atomic layer deposition method is applicable on a waveguide made to move based on MEMS.
또한, 본 발명은 소자 내에 이격되어 있는 복수의 도파관 사이의 갭을 감소시킬 수 있는 광학 소자의 제조방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical device capable of reducing a gap between a plurality of waveguides spaced apart within the device.
또한, 본 발명은 커플링 비율(coupling ratio) 및 위상 시프팅(phase shifting) 특성을 개선할 수 있는 광학 소자의 제조방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical device capable of improving a coupling ratio and a phase shifting characteristic.
본 발명의 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법은 기설정된 갭(gap)을 두고 서로 이격된 복수의 도파관(waveguide)이 형성된 기판을 챔버로 로딩하는 단계 및 원자층 증착법을 통해 복수의 도파관 각각에 금속 산화물을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. A method of manufacturing an optical device according to an embodiment of the present invention includes loading a substrate having a plurality of waveguides spaced apart from each other with a predetermined gap into a chamber, and each of the plurality of waveguides through an atomic layer deposition method. It may include depositing a metal oxide on the.
일측에 따르면, 복수의 도파관은 실리콘(Si) 물질에 기초하여 형성되는 제1 도파관 및 제2 도파관을 포함할 수 있다. According to one side, the plurality of waveguides may include a first waveguide and a second waveguide formed based on a silicon (Si) material.
일측에 따르면, 제1 도파관은 400nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성될 수 있다. According to one side, the first waveguide may be formed with a width of 400 nm and a thickness of 220 nm.
일측에 따르면, 제2 도파관은 350nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성될 수 있다. According to one side, the second waveguide may be formed with a width of 350 nm and a thickness of 220 nm.
일측에 따르면, 금속 산화물을 증착하는 단계는 기판 상에 금속 전구체를 노출시키는 단계와, 금속 전구체를 챔버로부터 퍼지시키는 단계와, 기판 상에 반응 가스를 노출시키는 단계 및 반응 가스를 챔버로부터 퍼지시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one side, depositing the metal oxide includes exposing a metal precursor on the substrate, purging the metal precursor from the chamber, exposing the reaction gas on the substrate, and purging the reaction gas from the chamber. may further include.
일측에 따르면, 금속 전구체는 실리콘(Si), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 란타넘(La), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 납(Pb), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 세륨(Ce), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 인듐(In), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 바나듐(V), 비소(As), 프라세오디뮴(Pr), 안티모니(Sb) 및 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the metal precursor is silicon (Si), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), lanthanum (La), yttrium (Y), zirconium (Zr), magnesium (Mg), strontium ( Sr), lead (Pb), titanium (Ti), niobium (Nb), cerium (Ce), ruthenium (Ru), barium (Ba), calcium (Ca), indium (In), germanium (Ge), tin ( Sn), vanadium (V), arsenic (As), praseodymium (Pr), antimony (Sb), and may include at least one of phosphorus (P).
일측에 따르면, 반응 가스는 산소(O2), 오존(O3), 일산화 질소(NO) 및 이산화 질소(N2O) 중 적어도 하나를 포함하는 가스일 수 있다. According to one side, the reaction gas may be a gas including at least one of oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), and nitrogen dioxide (N 2 O).
일측에 따르면, 금속 산화물은 Al2O3, SiO2, HfO2, Ta2O5, La2O3, Y2O3, ZrO2, MgO, SrO, PbO, TiO2, Nb2O5, CeO2, SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, (Ba, Sr)TiO3, Pb(Zr, Ti)O3, (Pb, La)(Zr, Ti)O3, (Sr, Ca)RuO3, In2O3, RuO2, B2O3, GeO2, SnO2, PbO2, Pb3O4, V2O3, As2O5, As2O3, Pr2O3, Sb2O3, Sb2O5, CaO, P2O5, AlON, 및 SiON 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the metal oxide is Al 2 O 3 , SiO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, SrO, PbO, TiO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , SrRuO 3 , (Ba, Sr)TiO 3 , Pb(Zr, Ti)O 3 , (Pb, La)(Zr, Ti)O 3 , (Sr, Ca)RuO 3 , In 2 O 3 , RuO 2 , B 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 , Pb 3 O 4 , V 2 O 3 , As 2 O 5 , As 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , CaO, P 2 O 5 , AlON, and may include at least one of SiON.
일측에 따르면, 기판은 규소(Si, silicon), 산화규소(SiO2, silicon oxide), 산화알루미늄(Al2O3, aluminium oxide), 산화마그네슘(MgO, magnesium oxide), 탄화규소(SiC, silicon carbide), 질화규소(SiN, silicon nitride), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(g raphene), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에스테르(PE, polyester) 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 플루오르폴리머(FEP, fluoropolymers) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the substrate is silicon (Si, silicon), silicon oxide (SiO 2 , silicon oxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide), magnesium oxide (MgO, magnesium oxide), silicon carbide (SiC, silicon) carbide), silicon nitride (SiN, silicon nitride), glass, quartz, sapphire, graphite, graphene, polyimide (PI, polyimide), polyester (PE) , polyester) polyethylene naphthalate (PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), polymethyl methacrylate (PMMA, polymethyl methacrylate), polyurethane (PU, polyurethane), fluoropolymer (FEP, fluoropolymers) and polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate, PET) may include at least one.
일측에 따르면, 금속 산화물을 증착하는 단계는 금속 산화물을 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착하여, 복수의 도파관에 대한 유효 굴절율(effective index)이 2.38 내지 2.41이 되도록 할 수 있다. According to one side, in the step of depositing the metal oxide, the metal oxide is deposited to a width of 20 nm to 50 nm on each of the plurality of waveguides, so that the effective index of the plurality of waveguides is 2.38 to 2.41. have.
일측에 따르면, 금속 산화물을 증착하는 단계는 금속 산화물을 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착하여, 복수의 도파관에 대한 위상 시프트(phase shift)가 0 내지 4 Rad가 되도록 할 수 있다.According to one side, the step of depositing the metal oxide is to deposit the metal oxide to a width of 20 nm to 50 nm on each of the plurality of waveguides, so that the phase shift for the plurality of waveguides is 0 to 4 Rad. can
일실시예에 따르면, 본 발명은 원자층 증착법이 적용 가능한 화학물질을 MEMS를 기반으로 움직일 수 있게 만든 도파관에 증착시킬 수 있다. According to one embodiment, the present invention can deposit a chemical material applicable to the atomic layer deposition method on a waveguide made to move based on MEMS.
또한, 본 발명은 소자 내에 이격되어 있는 복수의 도파관 사이의 갭을 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the gap between a plurality of spaced waveguides within a device.
또한, 본 발명은 커플링 비율(coupling ratio) 및 위상 시프팅(phase shifting) 특성을 개선할 수 있다.In addition, the present invention may improve a coupling ratio and a phase shifting characteristic.
도 1은 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법 중 금속 산화물을 증착하는 단계를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 광학 소자를 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 광학 소자의 광학 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 일실시예에 따른 광학 소자의 유효 굴절율 및 위상 시프트 특성을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a method of manufacturing an optical device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating in more detail a step of depositing a metal oxide in a method of manufacturing an optical device according to an exemplary embodiment.
3 is a view for explaining an optical device according to an embodiment.
4A to 4B are views for explaining an optical simulation result of an optical device according to an exemplary embodiment.
5A to 5B are diagrams for explaining effective refractive index and phase shift characteristics of an optical element according to an embodiment.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Examples and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutions of the embodiments.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to various embodiments may unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in various embodiments, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as “A or B” or “at least one of A and/or B” may include all possible combinations of items listed together.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the corresponding elements, regardless of order or importance, and to distinguish one element from another element. It is used only and does not limit the corresponding components.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When an (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, one component is the other component. may be directly connected to, or may be connected through another component (eg, a third component).
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.As used herein, "configured to (or configured to)" according to the context, for example, hardware or software "suitable for," "having the ability to," "modified to ," "made to," "capable of," or "designed to," may be used interchangeably.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some contexts, the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” with other devices or components.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase “a processor configured (or configured to perform) A, B, and C” refers to a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operations, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , may refer to a general-purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing corresponding operations.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.
상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.In the specific embodiments described above, elements included in the invention are expressed in singular or plural according to the specific embodiments presented.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.However, the singular or plural expression is appropriately selected for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural component, and even if the component is expressed in plural, it is composed of a singular or , even a component expressed in a singular may be composed of a plural.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.On the other hand, although specific embodiments have been described in the description of the invention, various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea contained in the various embodiments.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
도 1은 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a method of manufacturing an optical device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법은 원자층 증착법이 적용 가능한 화학물질을 MEMS를 기반으로 움직일 수 있게 만든 도파관에 증착시킬 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the method of manufacturing an optical device according to an exemplary embodiment, a chemical material to which an atomic layer deposition method is applicable may be deposited on a waveguide made to move based on MEMS.
또한, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법은 소자 내에 이격되어 있는 복수의 도파관 사이의 갭을 감소시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing an optical device according to an exemplary embodiment may reduce a gap between a plurality of waveguides spaced apart from each other in the device.
또한, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법은 커플링 비율(coupling ratio) 및 위상 시프팅(phase shifting) 특성을 개선할 수 있다. In addition, the method of manufacturing an optical device according to an embodiment may improve a coupling ratio and a phase shifting characteristic.
구체적으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 기설정된 갭(gap)을 두고 서로 이격된 복수의 도파관(waveguide)이 형성된 기판을 챔버로 로딩할 수 있다. Specifically, in
일측에 따르면, 복수의 도파관은 실리콘(Si) 물질에 기초하여 형성되는 제1 도파관 및 제2 도파관을 포함할 수 있으며, 여기서 제2 도파관은 위상 시프터(phase shifter)일 수 있다. According to one side, the plurality of waveguides may include a first waveguide and a second waveguide formed based on a silicon (Si) material, wherein the second waveguide may be a phase shifter.
예를 들면, 제1 도파관은 400nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성되고, 제2 도파관은 350nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성될 수 있다.For example, the first waveguide may have a width of 400 nm and a thickness of 220 nm, and the second waveguide may be formed with a width of 350 nm and a thickness of 220 nm.
또한, 기판은 규소(Si, silicon), 산화규소(SiO2, silicon oxide), 산화알루미늄(Al2O3, aluminium oxide), 산화마그네슘(MgO, magnesium oxide), 탄화규소(SiC, silicon carbide), 질화규소(SiN, silicon nitride), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(g raphene), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에스테르(PE, polyester) 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 플루오르폴리머(FEP, fluoropolymers) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In addition, the substrate is silicon (Si, silicon), silicon oxide (SiO 2 , silicon oxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide), magnesium oxide (MgO, magnesium oxide), silicon carbide (SiC, silicon carbide) , silicon nitride (SiN), glass, quartz, sapphire, graphite, graphene, polyimide (PI, polyimide), polyester (PE, polyester) ) Polyethylene naphthalate (PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), polymethyl methacrylate (PMMA, polymethyl methacrylate), polyurethane (PU, polyurethane), fluoropolymers (FEP, fluoropolymers) and polyethyleneterephthalate , PET) may include at least one of.
일측에 따르면, 110 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 기판 상에 서로 이격된 복수의 도파관을 형성할 수 있다. According to one side, in
구체적으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 기판 상에 실리콘(Si) 물질을 포함하는 코어층을 형성할 수 있다.Specifically, in
다음으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 코어층 상에서 복수의 도파관에 대응되는 위치에 마스크 패턴을 형성할 수 있다. Next, in
다음으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 코어층에 대한 패터닝을 통해 코어층에서 마스크 패턴이 형성된 위치를 제외한 나머지 영역을 제거하여 복수의 도파관을 형성할 수 있다. Next, in
120 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 원자층 증착법을 통해 복수의 도파관 각각에 금속 산화물을 증착할 수 있다. In
예를 들면, 금속 산화물은 원자층 증착법을 통해 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착될 수 있으며, 바람직하게는 금속 산화물은 산화 알루미늄(Al2O3)일 수 있다. For example, the metal oxide may be deposited with a width of 20 nm to 50 nm on each of the plurality of waveguides through an atomic layer deposition method, and preferably, the metal oxide may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
일실시예에 따른 제조방법 중 금속 산화물을 증착하는 단계(220 단계)는 이후 실시예 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. The step of depositing the metal oxide (step 220) of the manufacturing method according to an embodiment will be described in more detail later with reference to FIG. 2 of the embodiment.
도 2는 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법 중 금속 산화물을 증착하는 단계를 보다 구체적으로 설명하는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating in more detail a step of depositing a metal oxide in a method of manufacturing an optical device according to an exemplary embodiment.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법은 기설정된 갭(gap)을 두고 서로 이격된 복수의 도파관이 형성된 기판이 챔버 내로 로딩되면, 원자층 증착법을 통해 복수의 도파관 각각의 표면에 금속 산화물을 증착시킬 수 있다. Referring to FIG. 2 , in the method of manufacturing an optical device according to an exemplary embodiment, when a substrate having a plurality of waveguides spaced apart from each other with a predetermined gap is loaded into a chamber, each of the plurality of waveguides is formed through an atomic layer deposition method. Metal oxides can be deposited on the surface.
원자층 증착법은 원자층 단위의 증착을 통해 얇은 박막을 구현할 수 있고, 단차피복성(step coverage)이 우수하여 넓은 면적에 균일한 두께의 박막을 증착할 수 있기 때문에, 나노미터 크기의 입체적 구조를 지닌 최신 반도체 소자 제조에 매우 유리하다.The atomic layer deposition method can realize a thin film through atomic layer deposition and has excellent step coverage to deposit a thin film with a uniform thickness over a large area, so that a three-dimensional structure of nanometer size can be achieved. It is very advantageous for manufacturing the latest semiconductor devices.
또한, 전구체와 반응물이 표면에 번갈아 노출되고, 반응은 표면에서만 진행되기 때문에, 밀도가 높고 결함이 적은 박막 증착이 가능하다. 하지만, 원자층 증착법 중, 물을 반응물로 사용하는 열적 원자층 증착법(Thermal ALD)은 물이 유기물에 직접적으로 노출되기 때문에 하부 구조 성능을 저하시킬 수 있다.In addition, since the precursor and the reactant are alternately exposed on the surface, and the reaction proceeds only on the surface, it is possible to deposit a thin film with high density and fewer defects. However, among the atomic layer deposition methods, thermal ALD using water as a reactant may deteriorate the underlying structure performance because water is directly exposed to organic materials.
따라서, 플라즈마 강화 원자층 증착 방법을 사용하는 것이 바람직하고, 플라즈마 강화 원자층 증착 방법은 높은 반응성을 가진 반응 가스 유리기가 반응물로 사용되기 때문에, 비교적 낮은 온도에서 고품질의 박막 증착이 가능하다.Therefore, it is preferable to use a plasma-enhanced atomic layer deposition method, and since a reactive gas free radical having high reactivity is used as a reactant in the plasma-enhanced atomic layer deposition method, high-quality thin film deposition is possible at a relatively low temperature.
플라즈마 강화 원자층 증착 방법은 반응 가스가 플라즈마에 의해 반응성이 높은 라디칼(radical)과 이온(ion)들로 형성되고 이들이 반응에 참여함으로써 반응 속도를 높일 수 있다.In the plasma-enhanced atomic layer deposition method, a reaction gas is formed of highly reactive radicals and ions by plasma, and the reaction rate can be increased by participating in the reaction.
일실시예에 따른 제조방법은 이하에서 설명하는 210 내지 240 단계를 기설정된 횟수만큼 반복 수행하여 복수의 도파관 각각의 표면에 금속 산화물을 기설정된 폭(width)으로 증착시킬 수 있다. 바람직하게는 금속 산화물은 복수의 도파관 각각의 표면에 20nm 내지 50nm의 폭으로 증착될 수 있다.In the manufacturing method according to an embodiment, steps 210 to 240 described below may be repeated a predetermined number of times to deposit a metal oxide to a predetermined width on the surface of each of the plurality of waveguides. Preferably, the metal oxide may be deposited on the surface of each of the plurality of waveguides to a width of 20 nm to 50 nm.
일측에 따르면, 금속 산화물은 Al2O3, SiO2, HfO2, Ta2O5, La2O3, Y2O3, ZrO2, MgO, SrO, PbO, TiO2, Nb2O5, CeO2, SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, (Ba, Sr)TiO3, Pb(Zr, Ti)O3, (Pb, La)(Zr, Ti)O3, (Sr, Ca)RuO3, In2O3, RuO2, B2O3, GeO2, SnO2, PbO2, Pb3O4, V2O3, As2O5, As2O3, Pr2O3, Sb2O3, Sb2O5, CaO, P2O5, AlON, 및 SiON 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 금속 산화물은 금속 산화물은 산화 알루미늄(Al2O3)일 수 있다.According to one side, the metal oxide is Al 2 O 3 , SiO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, SrO, PbO, TiO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , SrRuO 3 , (Ba, Sr)TiO 3 , Pb(Zr, Ti)O 3 , (Pb, La)(Zr, Ti)O 3 , (Sr, Ca)RuO 3 , In 2 O 3 , RuO 2 , B 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 , Pb 3 O 4 , V 2 O 3 , As 2 O 5 , As 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , CaO, P 2 O 5 , may include at least one of AlON, and SiON, but preferably, the metal oxide may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
구체적으로, 210 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 복수의 도파관이 형성된 기판 상에 금속 전구체를 노출시킬 수 있다. Specifically, in
일측에 따르면, 금속 전구체는 실리콘(Si), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 란타넘(La), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 납(Pb), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 세륨(Ce), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 인듐(In), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 바나듐(V), 비소(As), 프라세오디뮴(Pr), 안티모니(Sb) 및 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 금속 전구체는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. According to one side, the metal precursor is silicon (Si), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), lanthanum (La), yttrium (Y), zirconium (Zr), magnesium (Mg), strontium ( Sr), lead (Pb), titanium (Ti), niobium (Nb), cerium (Ce), ruthenium (Ru), barium (Ba), calcium (Ca), indium (In), germanium (Ge), tin ( Sn), vanadium (V), arsenic (As), praseodymium (Pr), antimony (Sb), and may include at least one of phosphorus (P), preferably, the metal precursor may include aluminum (Al) can
일측에 따르면, 210단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 100mTorr 내지 200mTorr의 압력에서 복수의 도파관이 형성된 기판 상에 금속 전구체를 노출시킬 수 있다. According to one side, in
보다 구체적으로, 금속 전구체의 노출 압력이 100mTorr 이하이면 금속 전구체가 충분히 기판에 흡착되지 않고, 200mTorr를 초과하면 과노출된 금속 전구체를 제거하기 위한 퍼지 공정 시간이 증가하여 수율을 감소 시키는 문제하는 문제점이 있으로, 210단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 100mTorr 내지 200mTorr의 압력에서 금속 전구체를 노출시킬 수 있다.More specifically, if the exposure pressure of the metal precursor is 100 mTorr or less, the metal precursor is not sufficiently adsorbed to the substrate, and if it exceeds 200 mTorr, the purge process time for removing the overexposed metal precursor increases, thereby reducing the yield. In
220 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 금속 전구체를 챔버로부터 퍼지시킬 수 있다.In
구체적으로, 220 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 금속 전구체의 공급을 중단하고, 챔버 내에 잔류하는 금속 전구체를 퍼지시킬 수 있으며, 챔버를 퍼지하는 방법은 퍼지 가스를 공급하는 것 또는 펌프 다운(pump down)을 수행하는 것 중 어느 하나를 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, in
챔버 내에 비활성 기체를 주입하여 기판에 흡착하지 않은 금속 전구체를 제거하는 경우, 비활성 기체로서, 예를 들어, 헬륨(He, helium), 네온(Ne, Neon), 아르곤(Ar, Argon), 크립톤(Kr, Krypton), 크세논(Xe, Xenon) 및 라돈(Rn, Radon) 중 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다.When an inert gas is injected into the chamber to remove a metal precursor that is not adsorbed to the substrate, as an inert gas, for example, helium (He, helium), neon (Ne, Neon), argon (Ar, Argon), krypton ( Kr, Krypton), at least one of xenon (Xe, Xenon), and radon (Rn, Radon) may be used.
230 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 기판 상에 반응 가스를 노출시킬 수 있다.In
일측에 따르면, 반응 가스는 산소(O2), 오존(O3), 일산화 질소(NO) 및 이산화 질소(N2O) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one side, the reaction gas may include at least one of oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), and nitrogen dioxide (N 2 O).
즉, 230 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 금속 전구체와 결합하는 반응 가스를 공급하여, 금속 전구체와 반응 가스를 화학적으로 반응시킬 수 있으며, 이를 통해 복수의 도파관 각각의 표면에 금속 산화물 박막을 형성할 수 있다. That is, in
예를 들면, 반응 가스는 플라즈마를 이용하여 활성 반응 가스 라디칼 및 이온이 생성(이하에서, '반응 가스 플라즈마'로 기재함)되어 챔버 안으로 유입될 수 있다.For example, the reactive gas may be introduced into the chamber by generating active reactive gas radicals and ions (hereinafter, referred to as 'reactive gas plasma') using plasma.
보다 구체적으로, 반응 가스 플라즈마는 챔버 안에서 다이렉트 플라즈마를 통해 생성될 수도 있고 혹은 원격(remote) 플라즈마를 통해 생성될 수도 있다.More specifically, the reactive gas plasma may be generated through a direct plasma in the chamber or may be generated through a remote plasma.
반응 가스 플라즈마는 산소 플라즈마(O2 plasma), 오존 플라즈마(O3 plasma), 과산화수소 플라즈마(H2O2 plasma), 일산화 질소 플라즈마(NO plasma), 아산화 질소 플라즈마(N2O plasma) 및 수 플라즈마(H2O plasma) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Reactive gas plasma is oxygen plasma (O 2 plasma), ozone plasma (O 3 plasma), hydrogen peroxide plasma (H 2 O 2 plasma), nitrogen monoxide plasma (NO plasma), nitrous oxide plasma (N 2 O plasma) and water plasma (H 2 O plasma) may include at least one of.
240 단계에서 일실시예에 따른 제조방법은 반응 가스를 챔버로부터 퍼지시킬 수 있다. In
구체적으로, 일실시예에 따른 제조방법은 반응 가스 플라즈마의 공급을 중단하고, 챔버 내에 잔류하는 반응 가스 플라즈마를 퍼지시킬 수 있으며, 챔버를 퍼지하는 방법은 퍼지 가스를 공급하는 것 또는 펌프 다운을 수행하는 것 중 어느 하나를 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, in the manufacturing method according to an embodiment, the supply of the reactive gas plasma may be stopped and the reactive gas plasma remaining in the chamber may be purged, and the method of purging the chamber may include supplying a purge gas or performing a pump down. It may be performed through any one of the following, but is not limited thereto.
도 3은 일실시예에 따른 광학 소자를 설명하는 도면이다. 3 is a view for explaining an optical device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 광학 소자는 도 1 내지 도 2를 통해 설명한 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법을 통해 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the optical device according to the exemplary embodiment may be formed through the method of manufacturing the optical device according to the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 1 to 2 .
또한, 광학 소자는 제1 도파관(310), 제2 도파관(330) 및 원자층 증착법을 통해 제1 도파관(310) 및 제2 도파관(330) 각각에 증착된 금속 산화물(320, 340)을 더 포함할 수 있으며, 제1 도파관(310), 제2 도파관(330) 및 금속 산화물(320, 340)은 기판 상에 형성될 수 있다. In addition, the optical device further includes the
예를 들면, 제1 도파관(310)은 400nm의 폭(도 3의 x축 방향, W)과 220nm의 두께(도 3의 y축 방향)로 형성되고, 제2 도파관(330)은 350nm의 폭(W)과 220nm의 두께로 형성될 수 있다.For example, the
예를 들면, 기판은 규소(Si, silicon), 산화규소(SiO2, silicon oxide), 산화알루미늄(Al2O3, aluminium oxide), 산화마그네슘(MgO, magnesium oxide), 탄화규소(SiC, silicon carbide), 질화규소(SiN, silicon nitride), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(g raphene), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에스테르(PE, polyester) 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 플루오르폴리머(FEP, fluoropolymers) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the substrate may include silicon (Si, silicon), silicon oxide (SiO 2 , silicon oxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide), magnesium oxide (MgO, magnesium oxide), and silicon carbide (SiC, silicon). carbide), silicon nitride (SiN, silicon nitride), glass, quartz, sapphire, graphite, graphene, polyimide (PI, polyimide), polyester (PE) , polyester) polyethylene naphthalate (PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), polymethyl methacrylate (PMMA, polymethyl methacrylate), polyurethane (PU, polyurethane), fluoropolymer (FEP, fluoropolymers) and polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate, PET) may include at least one.
일측에 따르면, 금속 산화물(320, 340)은 금속 산화물 및 반응 가스를 챔버 내에서 교번하여 주입 및 퍼지시키는 동작을 통해 제1 도파관(310) 및 제2 도파관(330) 각각의 표면에 금속 산화물(320, 340)을 기설정된 폭(두께)으로 증착시킬 수 있다.According to one side, the
예를 들면, 금속 전구체는 실리콘(Si), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 란타넘(La), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 납(Pb), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 세륨(Ce), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 인듐(In), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 바나듐(V), 비소(As), 프라세오디뮴(Pr), 안티모니(Sb) 및 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 금속 전구체는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.For example, the metal precursor is silicon (Si), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), lanthanum (La), yttrium (Y), zirconium (Zr), magnesium (Mg), strontium ( Sr), lead (Pb), titanium (Ti), niobium (Nb), cerium (Ce), ruthenium (Ru), barium (Ba), calcium (Ca), indium (In), germanium (Ge), tin ( Sn), vanadium (V), arsenic (As), praseodymium (Pr), antimony (Sb), and may include at least one of phosphorus (P), preferably, the metal precursor may include aluminum (Al) can
또한, 반응 가스는 산소(O2), 오존(O3), 일산화 질소(NO) 및 이산화 질소(N2O) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the reaction gas may include at least one of oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), and nitrogen dioxide (N 2 O).
바람직하게는, 금속 산화물(320, 340)은 산화 알루미늄(Al2O3)로, 제1 도파관(310) 및 제2 도파관(320) 각각의 표면에 20nm 내지 50nm의 폭으로 증착될 수 있다. Preferably, the
즉, 일실시예에 따른 광학 소자는 원자층 증착법을 이용하여 제1 도파관(310) 및 제2 도파관(320) 각각의 표면에 금속 산화물(320, 340)을 증착시킴으로써, 제1 도파관(310) 및 제2 도파관(320) 사이의 갭(reduced gap)을 초기 갭(initial gap) 보다 감소시킬 수 있다. That is, in the optical device according to an embodiment,
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 광학 소자의 광학 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다.4A to 4B are views for explaining an optical simulation result of an optical device according to an exemplary embodiment.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 도면부호 410은 일실시예에 따른 광학 소자의 루메리컬 구조(structure at lumerical)의 시뮬레이션 결과를 도시하고, 도면부호 420은 일실시예에 따른 광학 소자의 모드 구속(mode confinement) 시뮬레이션 결과를 도시한다. 4A to 4B ,
도면부호 410 및 420에 따르면, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법을 통해 형성되는 소자는 광학 소자로써 이상 없이 동작하는 것으로 확인되었다. Referring to reference
도 5a 내지 도 5b는 일실시예에 따른 광학 소자의 유효 굴절율 및 위상 시프트 특성을 설명하는 도면이다. 5A to 5B are diagrams for explaining effective refractive index and phase shift characteristics of an optical element according to an embodiment.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 도면부호 510은 일실시예에 따른 광학 소자의 금속 산화물의 증착 폭(deposition width)의 변화에 따른 유효 굴절율(effective index)의 변화 특성을 도시하고, 도면부호 520은 일실시예에 따른 광학 소자의 금속 산화물의 증착 폭(deposition width)의 변화에 따른 위상 시프트(phase shift)의 변화 특성을 도시한다. 5A to 5B,
또한, 도면부호 510 내지 520에 도시된 'Best case'는 실효 굴절률(effective index) n이 1.6216, 흡수 계수(absorption coefficient) k가 8 x 10-5인 광학 소자의 특성 확인 결과를 나타내고, 'worst case'는 실효 굴절율 n이 1.75, 흡수 계수 k가 0.02인 광학 소자의 특성 확인 결과를 나타낸다. In addition, the 'best case' shown in
여기서, 일실시예에 따른 광학 소자는 제1 도파관은 400nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성되고, 제2 도파관은 350nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성되며, 금속 산화물인 산화알루미늄(Al2O3)이 원자층 증착법을 통해 제1 도파관 및 제2 도파관의 표면에 증착 되었다. Here, in the optical device according to an embodiment, the first waveguide is formed with a width of 400 nm and a thickness of 220 nm, and the second waveguide is formed with a width of 350 nm and a thickness of 220 nm. and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is a metal oxide, was deposited on the surfaces of the first waveguide and the second waveguide through an atomic layer deposition method.
도면부호 510 내지 520에 따르면, 일실시예에 따른 광학 소자의 제조방법을 통해 형성된 광학 소자는 금속 산화물을 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착될 수 있으며, 이를 통해 복수의 도파관에 대한 유효 굴절율이 2.38 내지 2.41이 되고, 복수의 도파관에 대한 위상 시프트가 0 내지 4 Rad가 될 수 있다.Referring to reference
결국, 본 발명을 이용하면, 원자층 증착법이 적용 가능한 화학물질을 MEMS를 기반으로 움직일 수 있게 만든 도파관에 증착시킬 수 있다.After all, by using the present invention, a chemical material to which the atomic layer deposition method can be applied can be deposited on a waveguide made to move based on MEMS.
또한, 본 발명을 이용하면, 소자 내에 이격되어 있는 복수의 도파관 사이의 갭을 감소시킬 수 있다.In addition, by using the present invention, it is possible to reduce the gap between a plurality of waveguides spaced apart in the device.
또한, 본 발명을 이용하면, 커플링 비율(coupling ratio) 및 위상 시프팅(phase shifting) 특성을 개선할 수 있다. In addition, using the present invention, it is possible to improve the coupling ratio (coupling ratio) and phase shifting (phase shifting) characteristics.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
110: 복수의 도파관이 형성된 기판을 로딩하는 단계
120: 복수의 도파관에 금속 산화물을 증착하는 단계110: Loading a substrate on which a plurality of waveguides are formed
120: depositing a metal oxide on the plurality of waveguides
Claims (11)
원자층 증착법을 통해 상기 복수의 도파관 각각에 금속 산화물을 증착하는 단계
를 포함하는 광학 소자의 제조방법.loading a substrate having a plurality of waveguides spaced apart from each other with a predetermined gap into a chamber; and
depositing a metal oxide on each of the plurality of waveguides through an atomic layer deposition method;
A method of manufacturing an optical device comprising a.
상기 복수의 도파관은,
실리콘(Si) 물질에 기초하여 형성되는 제1 도파관 및 제2 도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.According to claim 1,
The plurality of waveguides,
A method of manufacturing an optical device, comprising: a first waveguide and a second waveguide formed based on a silicon (Si) material.
상기 제1 도파관은,
400nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.3. The method of claim 2,
The first waveguide is
A method of manufacturing an optical device, characterized in that it is formed with a width of 400 nm and a thickness of 220 nm.
상기 제2 도파관은,
350nm의 폭(width)과 220nm의 두께(thickness)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.3. The method of claim 2,
The second waveguide is
A method of manufacturing an optical device, characterized in that it is formed with a width of 350 nm and a thickness of 220 nm.
상기 금속 산화물을 증착하는 단계는,
상기 기판 상에 금속 전구체를 노출시키는 단계;
상기 금속 전구체를 상기 챔버로부터 퍼지시키는 단계;
상기 기판 상에 반응 가스를 노출시키는 단계; 및
상기 반응 가스를 상기 챔버로부터 퍼지시키는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.According to claim 1,
Depositing the metal oxide comprises:
exposing a metal precursor on the substrate;
purging the metal precursor from the chamber;
exposing a reactant gas onto the substrate; and
purging the reaction gas from the chamber.
Method of manufacturing an optical device, characterized in that it further comprises.
상기 금속 전구체는,
실리콘(Si), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 란타넘(La), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 납(Pb), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 세륨(Ce), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 인듐(In), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 바나듐(V), 비소(As), 프라세오디뮴(Pr), 안티모니(Sb) 및 인(P) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 광학 소자의 제조방법.6. The method of claim 5,
The metal precursor is
Silicon (Si), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), lanthanum (La), yttrium (Y), zirconium (Zr), magnesium (Mg), strontium (Sr), lead (Pb) , titanium (Ti), niobium (Nb), cerium (Ce), ruthenium (Ru), barium (Ba), calcium (Ca), indium (In), germanium (Ge), tin (Sn), vanadium (V) , Arsenic (As), praseodymium (Pr), antimony (Sb) and phosphorus (P), characterized in that it comprises at least one of the method of manufacturing an optical device.
상기 반응 가스는 산소(O2), 오존(O3), 일산화 질소(NO) 및 이산화 질소(N2O) 중 적어도 하나를 포함하는 가스인 것을 특징으로 광학 소자의 제조방법.6. The method of claim 5,
The reaction gas is oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), and nitrogen dioxide (N 2 O) The method of manufacturing an optical element, characterized in that the gas containing at least one of.
Al2O3, SiO2, HfO2, Ta2O5, La2O3, Y2O3, ZrO2, MgO, SrO, PbO, TiO2, Nb2O5, CeO2, SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, (Ba, Sr)TiO3, Pb(Zr, Ti)O3, (Pb, La)(Zr, Ti)O3, (Sr, Ca)RuO3, In2O3, RuO2, B2O3, GeO2, SnO2, PbO2, Pb3O4, V2O3, As2O5, As2O3, Pr2O3, Sb2O3, Sb2O5, CaO, P2O5, AlON, 및 SiON 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.The metal oxide is
Al 2 O 3 , SiO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, SrO, PbO, TiO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , SrRuO 3 , (Ba, Sr)TiO 3 , Pb(Zr, Ti)O 3 , (Pb, La)(Zr, Ti)O 3 , (Sr, Ca)RuO 3 , In 2 O 3 , RuO 2 , B 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 , Pb 3 O 4 , V 2 O 3 , As 2 O 5 , As 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , CaO, P 2 O 5 , AlON, and a method of manufacturing an optical device comprising at least one of SiON.
상기 기판은,
규소(Si, silicon), 산화규소(SiO2, silicon oxide), 산화알루미늄(Al2O3, aluminium oxide), 산화마그네슘(MgO, magnesium oxide), 탄화규소(SiC, silicon carbide), 질화규소(SiN, silicon nitride), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(g raphene), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에스테르(PE, polyester) 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 플루오르폴리머(FEP, fluoropolymers) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.According to claim 1,
The substrate is
Silicon (Si, silicon), silicon oxide (SiO 2 , silicon oxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide), magnesium oxide (MgO, magnesium oxide), silicon carbide (SiC, silicon carbide), silicon nitride (SiN) , silicon nitride), glass, quartz, sapphire, graphite, graphene, polyimide (PI, polyimide), polyester (PE, polyester) polyethylene naphthalate (PEN, poly(2,6-ethylenenaphthalate)), polymethyl methacrylate (PMMA, polymethyl methacrylate), polyurethane (PU, polyurethane), fluoropolymers (FEP, fluoropolymers) and polyethyleneterephthalate (PET) A method of manufacturing an optical device comprising at least one.
상기 금속 산화물을 증착하는 단계는,
상기 금속 산화물을 상기 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착하여, 상기 복수의 도파관에 대한 유효 굴절율(effective index)이 2.38 내지 2.41이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.According to claim 1,
Depositing the metal oxide comprises:
Method of manufacturing an optical device, characterized in that the metal oxide is deposited on each of the plurality of waveguides to a width of 20 nm to 50 nm, so that an effective index of the plurality of waveguides is 2.38 to 2.41 .
상기 금속 산화물을 증착하는 단계는,
상기 금속 산화물을 상기 복수의 도파관 각각에 20nm 내지 50nm의 폭(width)으로 증착하여, 상기 복수의 도파관에 대한 위상 시프트(phase shift)가 0 내지 4 Rad가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조방법.According to claim 1,
Depositing the metal oxide comprises:
The metal oxide is deposited on each of the plurality of waveguides to have a width of 20 nm to 50 nm, so that a phase shift for the plurality of waveguides is 0 to 4 Rad. Way.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210026828 | 2021-02-26 | ||
KR20210026828 | 2021-02-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220122523A true KR20220122523A (en) | 2022-09-02 |
KR102626971B1 KR102626971B1 (en) | 2024-01-23 |
Family
ID=83280933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220023575A Active KR102626971B1 (en) | 2021-02-26 | 2022-02-23 | Method for manufacturing optical element base on atomic layer deposition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102626971B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180091545A (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 연세대학교 산학협력단 | Method of forming a metal oxide comprising buffer layer |
JP2020012876A (en) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | デクセリアルズ株式会社 | Method for manufacturing retardation element, retardation element and projection type image display device |
KR102075764B1 (en) | 2018-03-28 | 2020-02-10 | 한국과학기술원 | Heterogeneously integrated photonic circuit and method for manufacturing the circuit |
KR20200076215A (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 국민대학교산학협력단 | Optoelectronic device and method for fabricating thereof |
KR20210105974A (en) | 2019-01-24 | 2021-08-27 | 교세라 가부시키가이샤 | Manufacturing method of optical connector module and optical waveguide board |
-
2022
- 2022-02-23 KR KR1020220023575A patent/KR102626971B1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180091545A (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 연세대학교 산학협력단 | Method of forming a metal oxide comprising buffer layer |
KR102075764B1 (en) | 2018-03-28 | 2020-02-10 | 한국과학기술원 | Heterogeneously integrated photonic circuit and method for manufacturing the circuit |
JP2020012876A (en) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | デクセリアルズ株式会社 | Method for manufacturing retardation element, retardation element and projection type image display device |
KR20200076215A (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 국민대학교산학협력단 | Optoelectronic device and method for fabricating thereof |
KR20210105974A (en) | 2019-01-24 | 2021-08-27 | 교세라 가부시키가이샤 | Manufacturing method of optical connector module and optical waveguide board |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102626971B1 (en) | 2024-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100722989B1 (en) | Capacitor and manufacturing method thereof | |
KR100275738B1 (en) | Method for producing thin film using atomatic layer deposition | |
TWI423334B (en) | Atomic Layer Deposition (ALD) of Zr Substituted BaTiO3 Film as Gate Dielectric | |
US8895442B2 (en) | Cobalt titanium oxide dielectric films | |
JP4814781B2 (en) | Dielectric film forming method, capacitor using the dielectric film, and manufacturing method thereof | |
US20070018214A1 (en) | Magnesium titanium oxide films | |
US7491654B2 (en) | Method of forming a ZrO2 thin film using plasma enhanced atomic layer deposition and method of fabricating a capacitor of a semiconductor memory device having the thin film | |
CN100563030C (en) | Flash memory device having a stacked dielectric structure including zirconia and method of manufacturing the same | |
KR20210014202A (en) | Deposition tool and method for depositing metal oxide films on organic materials | |
KR101898161B1 (en) | Method of forming a metal oxide comprising buffer layer | |
US6984565B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
CN102082171B (en) | The electrode of semiconductor device and the method for manufacture capacitor | |
US7425761B2 (en) | Method of manufacturing a dielectric film in a capacitor | |
KR100652420B1 (en) | Method of manufacturing a dielectric film and method of manufacturing Metal Insulator Metal capacitor having the dielectric film and batch type atomic layer deposition apparatus for manufacturing the dielectric film | |
US8258064B2 (en) | Methods of forming a metal silicate layer and methods of fabricating a semiconductor device including the metal silicate layer | |
KR101884555B1 (en) | Method of forming a metal oxide by plasma enhanced atomic layer deposition | |
US7507644B2 (en) | Method of forming dielectric layer of flash memory device | |
KR100518560B1 (en) | Forming method for thin film using atomic layer deposition method | |
KR102626971B1 (en) | Method for manufacturing optical element base on atomic layer deposition | |
US7135422B2 (en) | Methods of forming a multi-layered structure using an atomic layer deposition process and methods of forming a capacitor of an integrated circuit device | |
US6919243B2 (en) | Methods of forming an integrated circuit capacitor in which a metal preprocessed layer is formed on an electrode thereof | |
KR100770276B1 (en) | ME capacitor formation method of semiconductor device | |
JP2011204751A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20060037478A (en) | Manufacturing Method of Semiconductor Device | |
US20250203876A1 (en) | Method for preparing a ferroelectric multilayer device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220223 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230803 Patent event code: PE09021S01D |
|
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Final Notice of Reason for Refusal Patent event date: 20231011 Patent event code: PE09021S02D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240112 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240116 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240117 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |