광 집적회로 결합을 위한 전사인쇄된 마이크로 패치 레이저
Micro patch laser transfer-printed on photonic integrated circuit
특허 요약
본 발명은 광 집적회로의 필수적인 광원인 마이크로 레이저를 전사인쇄 기술을 이용하여 효율적으로 구현하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에서는 실리콘 기판(웨이퍼) 위에서 제작한 캐비티를 포함하는 실리콘 구조체 위에 임의의 모양을 갖는 양자우물 반도체로 만들어진 시트(Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트)를 전사인쇄하여 레이저를 구현할 수 있다. 시트 자체는 레이저를 만들기에 충분한 빛을 가둘 수 없는 간단한 구조이지만, 이를 실리콘 구조체 위에 전사인쇄한 구조체는 레이저를 만들기에 충분한 공진기로 동작할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

빛을 가둘 수 있는 캐비티를 포함하는 실리콘 구조체; 및상기 실리콘 구조체 상에 형성되며, 상기 캐비티를 덮는 Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트를 포함하며,상기 실리콘 구조체의 벽 두께는 100 내지 300 nm이고, 상기 Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트의 두께는 100 내지 200 nm이며,TM 모드(Transverse magnetic mode)로 발진하는 것인 마이크로 레이저.

2

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3

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4

제 1 항에 있어서, 캐비티의 크기는 1 내지 500 um인 것인 마이크로 레이저.

5

제 1 항에 있어서, Ⅲ-Ⅴ 화합물은 GaN, InN, AlN, AlGaN, InGaN, AlGaInN, GaAs 및 InGaAsP으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 마이크로 레이저.

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7

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8

제 1 항에 있어서, X margin은 1/5 λ 이상이며, 상기 X margin은 실리콘 구조체의 끝단과 Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트의 끝단 사이 거리인 마이크로 레이저.

9

(A) PDMS 스탬프에 Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트를 부착시키는 단계;(B) 상기 PDMS 스탬프를 캐비티를 포함하는 실리콘 구조체 상에 얼라인시키는 단계;(C) 상기 PDMS 스탬프를 상기 실리콘 구조체의 캐비티를 덮도록 접촉시킨 후, 상기 Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트를 실리콘 구조체 상에 전사시키는 단계; 및 (D) PDMS 스탬프를 실리콘 구조체로부터 분리시키는 단계를 포함하는 마이크로 레이저의 제조 방법.

10

제 9 항에 있어서, 캐비티를 포함하는 실리콘 구조체는 (a) 실리콘(Si)을 포함하는 기판 상에 전자 빔 레지스트를 형성하는 단계;(b) 상기 전자 빔 레지스트를 패터닝하여 기초 패턴을 형성하는 단계;(c) 상기 기초 패턴이 형성된 실리콘을 포함하는 기판을 에칭하여 캐비티가 형성된 본 패턴을 형성하는 단계; 및 (d) 전자 빔 레지스트를 제거하는 단계를 통해 제조되는 것인 마이크로 레이저의 제조 방법.

11

제 10 항에 있어서, 전자 빔 레지스트는 폴리메틸메싸크릴레이트(PMMA, Poly methyl methacrylate), 메틸스티렌-co-알파클로로메타크릴레이트(ZEP, methylstyrene-co-alphachloromethacrylate), 수소-실세스퀴옥산(HSQ, hydrogen silsesquioxane), SML 및 AR-P로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 마이크로 레이저의 제조 방법.

12

제 9 항에 있어서, Ⅲ-Ⅴ 화합물 시트는 (s1) 반도체 웨이퍼 상에 전자 빔 레지스트를 형성하는 단계;(s2) 상기 전자 빔 레지스트를 패터닝하여 기초패턴을 형성하는 단계;(s3) 상기 기초 패턴이 형성된 반도체를 에칭하여 본패턴을 형성하는 단계; 및 (s4) 전자 빔 레지스트를 제거하는 단계를 통해 제조되는 것인 마이크로 레이저의 제조 방법.