Fabrication of passive-aligned optical sub-assembly for optical transceiver using silicon optical bench

실리콘 광학벤치를 사용한 수동정렬형 광송수신기용 광부모듈의 제작

  • Lee, Sang-Hwan (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Joo, Gwan-Chong (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Hwang, nam (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • moon, Jong-Tae (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Song, Min-Kyu (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Pyun, Kwang-Eui (Semiconductor Division, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Lee, Yong-Hyun (School of Electronics and Electrical Engineering, Kyungpook National University)
  • 이상환 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 주관종 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 황남 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 문종태 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 송민규 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 편광의 (한국전자통신연구원 반도체연구단) ;
  • 이용현 (경북대학교 전자전기공학부)
  • Published : 1997.12.01

Abstract

Packaging takes an extremely important element of optical module cost due primarily to the added complication of alignment between semiconductor devices and optical fiber, and many efforts have been devoted on reducing the cost by eliminating the complicated optical alignment procedures in passive manner. In this study, we fabricated silicon optical benches on which the optical alignments are accomplished passively. To improve the positioning accuracy of a flip-chip bonded LD, we adopted fiducial marks and solder dams which are self-aligned with V-groove etch patterns, and a stand-off to control the height and to improve the heat dissipation of LD. Optical sub-assemblies exhibited an average efficiency of -11.75$\pm$1.75 dB(1$\sigma$) from the LD-to-single mode fiber coupling and an average sensitivity of -35.0$\pm$1.5 dBm from the fiber and photodetector coupling.

광모듈에서는 반도체소자와 광섬유간의 복잡한 정렬에 필요한 패키지비용이 제조단가의 많은 비중을 차지하고 있어 수동정렬방식으로 광정렬절차를 제거하여 패키지비용을 절감하는데 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 본 연구에서는 단일 모드 광섬유와 레이저 및 광검출기를 수동적으로 광결합시킬 수 있는 실리콘 광학벤치를 제작하고 이를 사용하여 광송수신기용의 광부모듈을 제작하였다. 기판의 구조에 있어서 V-홈에 정렬된 광섬유와 플립칩 본딩되는 LD간의 위치 정밀도를 개선하기 위하여 V-홈 식각패턴과 자기정렬된 정렬마크와 솔더댐을 사용하고 레이저의 높이조절 및 열방출을 위하여 도금된 금 받침대를 도입하였다. 실리콘 광학벤치를 이용하여 수동정렬방식으로 조립된 송신기용 광부모듈은 평균 -11.75.+-.1,75 dB의 광결합효율을 나타내었고 수신기용 광부모듈은 평균 -35.0.+-.1.5 dBm의 수신감도를 나타내었다.

Keywords

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