Abstract
The effects of mask materials and etching solutions on the dimensional accuracy of V-groove were studied for the alignment between optoelectronic devices and optical fibers in optical packaging. PECVD nitride, LPCVD nitride, or thermal oxide($SiO_2$) was used as a mask material. The anisotropic etching solution was KOH(40wt%) or the mixture of KOH and IPA. LPCVB nitride has the best etching selectivity and thermal oxide was etched most rapidly in KOH(40wt%) at $85^{\circ}C$ among the mask materials studied here. The V-groove size enlarged than the designed value. This phenomenon was due to the undercutting benearth the mask layer from the etching toward Si (111) plane. The etch rate of (111) plane wart 0.034 - 0.037 $\mu\textrm{m}$/min in KOH(40wt%). This rate was almost same regardless of mask materials. When IPA added to KOH(40wt%), the etch rate of (100) plane and (111) plane decreased, but etching ratio of (100) to (111) plane increased. Consequently, the undercutting phenomenon due to etching toward (111) plane decreased and the size of V-groove could be controlled more accurately.
광 패키징에서 광섬유와 광전자소자를 정확히 정렬하기 위한 V-groove의 치수 정밀도에 미치는 마스크 재료와 에칭용액의 영향을 연구하였다. PECVD nitride, LPCVD nitride, thermal oxide($SiO_2$)를 마스크재료로 사용하였고 실리콘을 이방성에칭하는 용액으로 KOH(40wt%)용액과 KOH(40wt%)용액에 IPA를 첨가한 용액을 이용하였다. 마스크재료로는 LPCVD nitride가 가장 좋은 선택적에칭특성을 나타내었으며 사용된 마스크재료 중 thermal oxide가 가장 빠른 속도로 에칭되었다. V-groove의 크기 증가는 마스크충 아래로의 undercutting에 의해 생겼는데 이는 주로 (111)면으로의 에칭 때문이었다. KOH(40wt%)용액에서 (111)면의 에칭속도는 0.034 - 0.037 $\mu\textrm{m}$/min로 마스크재료에 관계없이 거의 일정하였다. IPA를 KOH(40wt%)용액에 첨가하면 (100)면과 (111)면의 에칭속도는 모두 감소하지만 (111)면에 대한 (100)면의 에칭속도비는 증가하였다. 그러므로 이런 용액에서 (111)면으로의 에칭에 의한 undercutting현상은 줄어들었으며 V-groove의 크기를 더 정확하게 조절할 수 있었다.
