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상호 자기 정렬된 다수의 식각 홈을 가지는 광결합 모듈및 그 제작방법

  • 기술번호 : KST2015111922
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 광섬유와 광도파로를 광결합하는 장치 및 그 제작방법에 관한 것이다. 광통신 및 평면 광회로(PLC)를 광결합하는 장치에 있어서 광섬유 거치용 홈과 광도파로가 실장되는 식각홈을 패턴이 정렬된 동일 마스크 패턴으로 노광하고 동시에 이방성 식각을 행하여 가공한다. 이렇게 함으로써 두 홈을 2회 이상의 노광 공정에서 정렬하는 것보다 한 번에 간단히 정밀한 정렬을 하여 저가의 수동 정렬에서 광결합 효율을 높여주는 구조가 된다.또한, 광도파로에 입구가 몸체보다 큰 테이퍼 구조를 적용함으로써 광섬유의 수동 정렬시의 수직, 수평 방향 정렬 허용한계(tolerance)를 높여서 결과적으로 광결합 효율을 개선시키고, 수동 정렬을 쉽게 해준다. 아울러 기판 위의 두꺼운 절연막이나 도파로 자체의 두꺼운 절연막을 보드로 활용함으로써, 고주파 전기-광회로부의 조립과 응용이 가능한 구조이다. 이방성 식각, 광도파로, 광섬유, 광통신, 광결합 모듈, 자기정렬
Int. CL G02B 6/42 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020010056683 (2001.09.14)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-0439088-0000 (2004.06.25)
공개번호/일자 10-2003-0023929 (2003.03.26) 문서열기
공고번호/일자 (20040705) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2001.09.14)
심사청구항수 61

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김번중 대한민국 대전광역시유성구
2 권영세 대한민국 대전광역시유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 전영일 대한민국 광주 북구 첨단과기로***번길**, ***호(오룡동)(특허법인세아 (광주분사무소))

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
2001.09.14 수리 (Accepted) 1-1-2001-0235630-15
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2003.06.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2003-0231526-08
3 의견서
Written Opinion
2003.08.13 수리 (Accepted) 1-1-2003-0299543-09
4 명세서 등 보정서
Amendment to Description, etc.
2003.08.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2003-0299542-53
5 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal
2003.10.09 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2003-0398589-89
6 명세서 등 보정서
Amendment to Description, etc.
2003.11.03 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2003-0414135-05
7 의견서
Written Opinion
2003.11.03 수리 (Accepted) 1-1-2003-0414137-96
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2004.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2004-0001933-29
9 출원인정보변경(경정)신고서
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2004.03.19 수리 (Accepted) 4-1-2004-0012166-74
10 등록결정서
Decision to grant
2004.03.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2004-0113170-47
11 출원인정보변경(경정)신고서
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2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
12 출원인정보변경(경정)신고서
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2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
13 출원인정보변경(경정)신고서
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2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
14 출원인정보변경(경정)신고서
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2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
15 출원인정보변경(경정)신고서
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2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
16 출원인정보변경(경정)신고서
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2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
17 출원인정보변경(경정)신고서
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2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1

기판 위의 한 쪽 부분에는 광섬유가 거치되고 상기 기판 위의 다른 쪽 부분에는 상기 광섬유와 정렬되게 광도파로가 실장되어, 상기 광섬유와 광도파로를 광결합하는 광결합 모듈에 있어서,

상기 기판은, 상기 한 쪽 부분에 상기 광섬유가 거치되도록 형성된 제 1 이방성 식각홈과, 상기 다른 쪽 부분에 상기 제 1 이방성 식각홈과 연통되고 동일한 축을 가지며 상기 광도파로의 코어층의 실장 위치를 가이드하도록 형성된 제 2 이방성 식각홈을 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

2 2

제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이방성 식각홈의 폭은 아래의 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

3 3

제 2 항에 있어서, 상기 제 1 이방성 식각홈의 깊이는 적어도 상기 광섬유의 반지름과 같거나 상기 광섬유 반지름보다 큰 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

4 4

제 1 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, GaAs, InP 중 어느 하나로 구성되며 결정학 구조가 (001)인 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

5 5

제 1 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈의 폭은 상기 광도파로의 코어층의 폭으로 결정되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

6 6

제 1 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈 위에 하부 클래드층과 코어층으로 이루어진 광도파로가 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

7 7

제 6 항에 있어서, 상기 광도파로는 상기 코어층 위에 상부 클래드층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

8 8

제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 광도파로는 상기 코어층이 상기 제 2 이방성 식각홈의 깊이 방향으로 오목한 초승달 도파로 구조의 굴절률 도파로인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

9 9

제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 하부 클래드층은 BCB 감광성 고분자층인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

10 10

제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 코어층은 상기 하부 클래드층보다 굴절률이 높은 폴리이미드 고분자층인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

11 11

상기 제 7 항에 있어서, 상기 상부 클래드층은 BCB 감광성 고분자층인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

12 12

제 1 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈은 길이 방향의 끝 경사부분이 소우-컷된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

13 13

제 1 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈은 길이 방향의 끝 경사면에 반사율이 좋은 금속박막이 증착된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

14 14

제 13 항에 있어서, 상기 금속박막은 금, 알루미늄, 은, 니켈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

15 15

제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이방성 식각홈은 상기 제 2 이방성 식각홈과의 연통부인 경사면이 소우-컷되어 상기 광도파로의 광도입부를 수직 가공한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

16 16

제 1 항에 있어서, 상기 기판의 표면 위에 절연막이 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

17 17

제 16 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈의 절연막 위에 코어층으로 이루어진 광도파로가 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

18 18

제 17 항에 있어서, 상기 광도파로는 상기 코어층 위에 상부 클래드층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

19 19

제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 광도파로는 상기 코어층이 상기 제 2 이방성 식각홈의 깊이 방향으로 오목한 초승달 도파로 구조의 굴절률 도파로인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

20 20

제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 코어층은 BCB 감광성 고분자층인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

21 21

제 18 항에 있어서, 상기 상부 클래드층은 상기 코어층보다 굴절률이 낮은 실리콘이산화막인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

22 22

제 16 항에 있어서, 상기 절연막은 상기 제 2 이방성 식각홈의 깊이만큼의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

23 23

제 16 항에 있어서, 상기 절연막은 이산화규소, 질화실리콘, 다공성 이산화규소 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

24 24

제 1 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈은 상기 제 1 이방성 식각홈과의 연통부분으로부터의 일부 구간이 상기 연통부 쪽으로 넓어지도록 테이퍼된 구조인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

25 25

제 24 항에 있어서, 상기 테이퍼된 부분의 기울기는 2/10 ∼ 2/1000 인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈

26 26

기판 위의 한 쪽 부분에는 광섬유가 거치되고 상기 기판 위의 다른 쪽 부분에는 상기 광섬유와 정렬되게 광도파로가 실장되어, 상기 광섬유와 광도파로를 광결합하는 광결합 모듈을 제작하는 방법에 있어서,

상기 기판 위에 이방성 식각 마스크를 형성하는 제 1 단계와;

상기 이방성 식각 마스크에 상호 동일축을 가지도록 자기 정렬되고 폭이 서로 다른 두 개의 마스크 패턴을 형성하는 제 2 단계;

상기 두 개의 마스크 패턴을 이용하여 상호 연통되고 상기 광섬유가 거치되는 제 1 이방성 식각홈과 광도파로가 실장되는 제 2 이방성 식각홈을 형성하는 제 3 단계; 및

상기 제 2 이방성 식각홈 상에 광도파로를 실장하는 제 4 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

27 27

제 26 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, GaAs, InP 중 어느 하나로 구성되며, 결정학 구조가 (001) 결정면인 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

28 28

제 26 항에 있어서, 상기 이방성 식각 마스크는 상기 기판 위에 이산화규소 또는 질화실리콘막을 감압법, 플라즈마 기상 증착법 또는 스퍼터링 방법 중 어느 하나의 방법으로 증착하여 형성한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

29 29

제 26 항에 있어서, 상기 이방성 식각 마스크는 상기 제 2 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴의 시작 부분에서 상기 제 1 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴 쪽으로 ㄷ자 모양의 빔이 아래의 수식에 의해 결정된 길이만큼 연장된 보상 패턴을 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

30 30

삭제

31 31

제 29 항에 있어서, 상기 ㄷ자 모양 보상패턴의 빔 폭의 최소치는 상기 제 1이방성 식각홈을 식각하는 동안에 생기는 언더컷의 2 배인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

32 32

제 27 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 한 변이 상기 기판의 <110> 결정방향과 수평 또는 수직을 이루도록 정렬된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

33 33

제 26 항에 있어서, 제 2 단계는, 상기 이방성 식각 마스크 전면에 감광제를 도포하고 식각 패턴을 뜨는 단계, 상기 감광제의 노출된 창을 통해 상기 이방성 식각 마스크를 식각하는 단계, 및 상기 감광제를 제거하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

34 34

제 33 항에 있어서, 상기 감광제는 AZ4330, AZ9260, 또는 점도가 상기 두 감광제보다 큰 감광제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

35 35

제 33 항에 있어서, 상기 감광제는 아세톤 분사방법으로 제거하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

36 36

제 33 항에 있어서, 상기 이방성 식각 마스크는, CF4와 산소의 혼합가스 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각방법이나 완충 불산용액을 이용한 식각방법으로 식각하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

37 37

제 26 항에 있어서, 상기 제 1 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴의 폭은 아래의 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

38 38

제 26 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴의 폭은 상기 광도파로의 코어층의 폭으로 결정되는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

39 39

제 26 항에 있어서, 상기 제 3 단계는, KOH 용액 또는 EDP 용액 속에서 이방성 식각하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

40 40

제 26 항에 있어서, 상기 제 3 단계는, 상기 제 1 이방성 식각홈의 깊이가 적어도 상기 광섬유의 반지름보다 커질 때까지 이방성 식각하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

41 41

제 26 항에 있어서, 상기 제4단계의 광도파로 실장단계는, 상기 제 2 이방성 식각홈 위에 감광성 고분자층의 하부 클래드층과 상기 하부 클래드층보다 굴절률이 높은 감광성 고분자층의 코어층을 순차적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

42 42

제 41 항에 있어서, 상기 하부 클래드층 형성단계와 코어층 형성단계는,

각각 상기 두 이방성 식각홈이 형성된 기판 위에 감광성 고분자를 도포하는 단계와, 상기 제 2 이방성 식각홈 위의 광도파로가 형성될 부분의 감광성 고분자를 자외선 노광하는 단계와, 상기 감광성 고분자를 현상 용액으로 현상하고 경화시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

43 43

제 41 항에 있어서, 상기 하부 클래드층은 BCB 감광성 고분자를 이용하여 형성하고, 상기 코어층은 폴리이미드 감광성 고분자를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

44 44

제 41 항에 있어서, 상기 광도파로 실장단계는, 상기 코어층 위에 상기 코어층보다 굴절률이 낮은 감광성 고분자를 이용하여 상부 클래드층을 더 형성한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

45 45

제 26 항에 있어서, 상기 두 이방성 식각홈을 형성한 후, 상기 제 2 이방성 식각홈의 길이 방향의 끝 경사부분을 소우-컷한 후 상기 제 4 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

46 46

제 26 항에 있어서, 상기 두 이방성 식각홈을 형성한 후, 상기 제 2 이방성 식각홈의 길이 방향의 끝 경사면에 반사율이 좋은 금속박막을 증착한 후 상기 제 4 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

47 47

제 46 항에 있어서, 상기 금속박막은 금, 알루미늄, 은, 니켈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

48 48

제 26 항에 있어서, 상기 두 이방성 식각홈을 형성한 후, 상기 제 2 이방성 식각홈과 연통되는 부분인 상기 제 1 이방성 식각홈의 경사면을 소우-컷하여 상기 광도파로의 광도입부를 수직 가공한 후 상기 제 4 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

49 49

제 26 항에 있어서, 상기 제 2 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴은, 상기 제 1 이방성 식각홈과의 연통부로부터의 일부 구간이 상기 연통부 쪽으로 넓어지도록 테이퍼된 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

50 50

제 49 항에 있어서, 상기 테이퍼된 부분의 기울기는 2/10 ∼ 2/1000 인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

51 51

제 26 항에 있어서, 상기 두 이방성 식각홈을 형성한 후, 상기 이방성 식각 마스크를 제거한 후 상기 제 4 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

52 52

제 51 항에 있어서, 상기 이방성 식각 마스크는 묽은 불산 수용액을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

53 53

제 51 항에 있어서, 상기 제 4 단계의 광도파로 실장단계는,

상기 두 이방성 식각홈이 형성된 기판 위에 전면적으로 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 이방성 식각홈의 상기 절연막 위에 감광성 고분자층의 코어층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

54 54

제 53 항에 있어서, 상기 절연막은 이산화규소, 질화실리콘, 다공성 이산화규소 중 하나인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

55 55

제 54 항에 있어서, 상기 절연막 형성단계는, 기판 위에 습식이나 건식 산화방법, 플라즈마 화학 증착법, 도포법, 또는 스퍼터링법을 사용하여 산화막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

56 56

제 54 항에 있어서, 상기 절연막 형성단계는, 기판 위에 불산용액 속에서 양극반응으로 다공성 실리콘층을 기르고, 산화로에서 습식 또는 건식 산화법으로 산화시켜 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

57 57

제 54 항에 있어서, 상기 코어층 형성단계는,

상기 두 이방성 식각홈이 형성된 기판 위에 감광성 고분자를 도포하는 단계와, 상기 제 2 이방성 식각홈 위의 광도파로가 형성될 부분의 감광성 고분자를 자외선 노광하는 단계와, 상기 감광성 고분자를 현상 용액으로 현상하고 경화시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

58 58

제 57 항에 있어서, 상기 코어층은 BCB 감광성 고분자를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

59 59

제 53 항에 있어서, 상기 광도파로 실장단계는 상기 코어층 위에 상기 코어층보다 굴절률이 낮은 감광성 고분자를 이용하여 상부 클래드층을 더 형성한 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

60 60

제 59 항에 있어서, 상기 상부 클래드층은 실리콘이산화막을 화학 또는 플라즈마 증착법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광결합 모듈 제작방법

61 61

기판 위에 상호 동일축을 가지도록 자기 정렬되고 폭이 서로 다른 두 개의 마스크 패턴을 가지는 식각 마스크를 이용하여, 상호 연통된 폭 넓은 제 1 이방성 식각홈과 폭 좁은 제 2 이방성 식각홈을 형성하는 방법에 있어서,

상기 기판 위에, 상기 제 2 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴의 시작 부분에서 상기 제 1 이방성 식각홈을 형성하기 위한 마스크 패턴 쪽으로 ㄷ자 모양의 빔이 아래의 수식에 의해 결정된 길이만큼 연장된 보상 패턴을 포함한 식각 마스크를 형성하는 단계와;

상기 이방성 식각 마스크를 이용하여 상기 기판을 이방성 식각하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 이방성 식각홈 형성방법

62 62

삭제

63 63

제 61 항에 있어서, 상기 ㄷ자 모양 보상패턴의 빔 폭의 최소치는 상기 제 1 이방성 식각홈을 식각하는 동안에 생기는 언더컷의 2 배인 것을 특징으로 하는 이방성 식각홈 형성방법

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1 JP15107273 JP 일본 FAMILY
2 US07184630 US 미국 FAMILY
3 US20030219208 US 미국 FAMILY
4 US20050185892 US 미국 FAMILY

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1 JP2003107273 JP 일본 DOCDBFAMILY
2 US2003219208 US 미국 DOCDBFAMILY
3 US2005185892 US 미국 DOCDBFAMILY
4 US7184630 US 미국 DOCDBFAMILY
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