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벌크 실리콘 기판;상기 벌크 실리콘 기판의 일측 상에 단일 집적된 적어도 하나의 수직 입사형 광검출 소자; 및상기 수직 입사형 광검출 소자에 인접하는 상기 벌크 실리콘 기판의 타측 상에 단일 집적된 적어도 하나의 수직 출력형 광원 소자를 포함하되,상기 수직 입사형 광검출 소자는 벌크 게르마늄, 게르마늄 기반의 양자점, 게르마늄 기반의 양자선 어레이, 또는 Ge1-xSix/Ge1-ySiy 초격자(0≤x,y≤1)을 포함하고, 상기 벌크 실리콘 기판 상에 단일집적으로 성장되어 상기 벌크 실리콘 기판에 직접적으로 접촉되고,상기 수직 출력형 광원 소자는 웨이퍼 본딩에 의해 상기 벌크 실리콘 기판 상에 결합되어 단일 집적되는 III-V족 화합물 반도체 광원 활성층을 포함하는 광 입출력 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 수직 출력형 광원 소자는 표면방출 레이저 또는 표면방출 발광 다이오드를 포함하는 광 입출력 장치
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제 1 항에 있어서,상기 수직 출력형 광원 소자 및 상기 수직 입사형 광검출 소자 상의 보호층을 더 포함하는 벌크 실리콘 광 입출력 장치
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제 5 항에 있어서,상기 보호층은 실리콘 산화물을 포함하는 광 입출력 장치
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제 5 항에 있어서,상기 보호층은 상기 수직 출력형 광원 소자 및 상기 수직 입사형 광검출 소자를 노출하는 홀들을 갖되, 상기 홀들 내에 형성된 광 비어들을 더 포함하는 광 입출력 장치
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제 7 항에 있어서,상기 광 비어들은 실리콘 질화물을 포함하는 광 입출력 장치
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제 8 항에 있어서,상기 보호층 상에 제공되고, 상기 광 비어들에 결합되는 수평 광 도파로를 더 포함하는 광 입출력 장치
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제 9 항에 있어서,상기 보호층 상에 제공되고, 광 MUX/DEMUX, 광 스위치, 또는 그레이팅 커플러를 포함하고, 상기 수평 광 도파로에 결합되는, 광 수동 회로를 더 포함하는 광 입출력 장치
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제 1 항에 있어서,상기 수직 입사형 광검출 소자 또는 상기 수직 출력형 광원 소자와 전기적으로 연결되고 상기 벌크 실리콘 기판 상에 단일 집적되는 CMOS 인터페이스 회로를 더 포함하는 광 입출력 장치
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제 11 항에 있어서,상기 CMOS 인터페이스 회로는 트랜스임피던스 증폭기, 광원 드라이버 리미팅 증폭기, 씨리얼라이저/디씨리얼라이저 회로, PLL회로, 클럭 데이터 리커버리 회로, 또는 프로토콜 집적 회로를 포함하는 광 입출력 장치
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벌크 실리콘 기판;상기 벌크 실리콘 기판의 일측 상에 단일 집적으로 형성된 적어도 하나의 수직 입사형 광 검출 소자; 및상기 벌크 실리콘 기판의 타측 상에, III-V족 화합물 반도체 기판을 개재하여 다이 본딩으로 실장된 적어도 하나의 수직 출력형 광원 소자를 포함하되,상기 수직 입사형 광검출 소자는 상기 벌크 실리콘 기판 상에 단일집적으로 성장되어 상기 벌크 실리콘 기판의 상부면에 직접적으로 접촉되는 흡수층을 갖는 광 입출력 장치
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제 16 항에 있어서,상기 수직 출력형 광원 소자는 III-V족 화합물 반도체 광원 활성층을 포함하는 광 입출력 장치
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벌크 실리콘 기판을 제공하는 단계;상기 벌크 실리콘 기판의 일측 상에 수직 입사형 광검출 소자를 단일 집적으로 형성하는 단계; 및상기 벌크 실리콘 기판의 타측 상에 수직 출력형 광원 소자를 단일 집적으로 형성하는 단계를 포함하되,상기 수직 출력형 광원 소자의 형성 단계는: 상기 벌크 실리콘 기판의 일측 상의 상기 수직 입사형 광검출 소자를 덮는 소자 보호층을 형성하는 단계;III-V족 반도체 기판 및 상기 III-V족 반도체 기판 상의 III-V족 반도체 광원 활성층을 포함하는 웨이퍼를 상기 벌크 실리콘 기판의 타측에 본딩하는 단계; 상기 III-V족 반도체 기판을 제거하는 단계;상기 III-V족 반도체 광원 활성층을 패터닝하여 표면방출 레이저 또는 표면방출 발광 다이오드를 형성하는 단계; 및상기 수직 입사형 광 검출 소자, 및 상기 수직 출력형 광원 소자 상에 보호 층을 형성하는 단계를 포함하되,상기 수직 입사형 광검출 소자를 형성하는 단계는 상기 벌크 실리콘 기판 상에 상기 수직 입사형 광검출 소자의 흡수 층을 성장하는 단계를 포함하는 광 입출력 장치의 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 보호 층을 식각하여, 상기 수직 입사형 광검출 소자 및 상기 수직 출력형 광원 소자를 노출하는 홀들을 형성하는 단계; 상기 홀들 내에 광 비어들을 형성하는 단계; 상기 보호층 상에 상기 광 비어들에 결합되는 수평 광 도파로들을 접합하는 단계; 및상기 보호층 상에, 상기 수평 광 도파로에 결합되고, 광 MUX/DEMUX, 광 스위치, 또는 그레이팅 커플러를 포함하는 광 수동회로를 형성하는 단계를 포함하는 광 입출력 장치의 제조방법
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