통합 실리콘 광자 패키징
소환
황, HY (2019). 통합 실리콘 광자 패키징 [박사학위 논문, University College Cork]. https://hdl.handle.net/10468/9524
키워드
- 실리콘 광자공학
- 포장
- 완성
- 광학 조립
- 전기 인터포저
- 그레이팅 커플러
- 소멸 결합
- MEMS 광 스위치
짧은
본 논문의 목적은 고밀도 집적과 수동 광학 조립에 초점을 맞춰 첨단 패키징 기술을 개발하고 시연함으로써 실리콘 광자공학 연구와 제조 간의 격차를 메우는 것입니다.
요약
How Yuan Hwang(2019)의 박사 학위 논문 "Integrated silicon photonic packaging"은 실리콘 포토닉스를 위한 고급 패키징 기술을 탐구하여 디바이스 제조와 최종 패키징 제품 간의 격차를 메우는 것을 목표로 합니다. 이 논문은 실리콘 포토닉스 패키지의 대량 생산을 가능하게 하기 위해 고밀도 통합과 효율적인 광 결합 방법의 필요성을 강조합니다. Hwang은 캘리포니아 대학교 버클리의 최첨단 실리콘 포토닉스 MEMS 광 스위치를 테스트 디바이스로 사용하여 개발된 패키징 솔루션을 시연합니다.
이 논문은 실리콘 광자 소자에서 밀도가 높은 전기 및 광학 상호연결이 제기하는 과제를 다룹니다. 두 세대의 패키징 솔루션이 제시됩니다.
- 1세대 패키징은 전기적 라우팅을 위한 세라믹 인터포저와 광 결합을 위한 뚜껑 없는 파이버 어레이를 사용하는 12x12 실리콘 광자 MEMS 광 스위치 패키지를 포함합니다. 이 접근 방식은 실리콘 광자공학을 위한 2D 패키징의 실현 가능성을 보여줍니다.
- 2세대 패키징은 두 가지 테스트 차량으로 더 높은 밀도의 통합을 목표로 합니다.
- 플러그형 패키지(테스트 차량 2a)는 전기적 연결을 위한 스프링 접촉 인터포저가 있는 세라믹 인터포저를 사용하고 광학 어셈블리의 분리를 가능하게 합니다.
- 관통 유리 비아 패키지(테스트 차량 2b)는 두 개의 금속화 층과 관통 비아가 있는 소형 유리 인터포저를 활용하여 전기적 길이를 줄이고 2.5D 통합을 가능하게 합니다.
핵심 혁신은 이온 교환 공정을 사용하여 제작된 2D, 136채널, 피치 감소 광섬유 어레이로 , 기존 광섬유 V-그루브 어레이의 과제를 해결합니다. 이 논문은 수동 광 커플링 방법을 추가로 조사합니다.
- 수직으로 적층된 격자를 사용하는 격자 간 결합은 능동 정렬을 제거하고, 2.5D 통합을 가능하게 하며, 능동 소자의 크기를 줄여 비용을 절감합니다.
- 관통 유리 비아 인터포저와 통합된 매립 유리 도파관에 기반한 소멸 결합 . 이 방법은 조립 공정을 단순화하고 패키징 복잡성을 줄입니다.
황은 실리콘 광자 패키징에 대한 설계 규칙과 고려 사항을 제공하며, 장치 레이아웃, 재료 선택 및 공정 호환성의 중요성을 강조합니다. 이 논문은 패키징이 실리콘 광자공학의 잠재력을 최대한 실현하는 데 중요한 역할을 하며, 혁신적인 솔루션과 전기적, 광학적, 열적 및 기계적 측면의 신중한 통합이 필요하다고 결론지었습니다.
출처: https://cora.ucc.ie/server/api/core/bitstreams/4c1b8595-1427-4514-bc2f-33c11056d833/content