소개
COUPE 구조에서 열이 필요한 곳은 EIC와 PIC 사이 접합계면이다. 그런데 오븐 어닐링은 지지 실리콘과 광소자를 포함한 적층체 전체에 열을 넣는다. 광 경로와 결합 정렬이 열에 민감한 구조에서 이 차이가 무엇을 바꾸는지 정리한 기술 자료다.
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요약
하이브리드 본딩의 Cu 접합을 완성하려면 열이 필요하지만, 필요한 위치는 EIC-PIC 접합계면이다. 오븐 어닐링은 적층체 전체를 승온·유지·냉각하므로 PIC의 광학 구조와 결합 정렬까지 열이력을 받는다. 1500 nm 광은 실리콘을 투과해 패드 배면 흡수층에서만 열로 바뀐다. 면광원으로 넓게 조사하되 발열은 접합부에서만 일어나므로, 조사 영역 안의 여러 패드를 동시에 처리하면서 PIC의 열부담은 낮춘다. 가열 위치와 지속시간을 함께 제한하는 구조와 그 공정 전환 경로를 다룬다.
결론
열이 필요한 곳은 접합계면이고, 열이 들어가면 안 되는 곳은 그 주변이다. 오븐 어닐링은 두 요구를 구분하지 못한다. 외부에서 들어온 열이 EIC와 PIC, 지지 구조 전체로 유입되며, PIC는 열변형과 정렬 변화, 광소자 열부담을 함께 받는다. 광결합은 기준 위치가 서브마이크론 단위로 관리되는 구조여서 이 영향이 그대로 성능으로 나타난다. 1500 nm 면광원은 넓게 조사하되 선택적으로 발열한다. 조사측 실리콘 기판은 투과 경로가 되고, 패드 배면의 흡수층이 광에너지를 열로 바꾼다. Cu recess가 남은 상태에서 순간 열팽창이 접촉을 만들고 반복 펄스가 접합을 형성한다. 같은 접합부를 놓고 보면 차이는 온도가 아니라 공간과 시간의 분포다. 기존 방식은 오븐 유지 구간 내내 전체가 고온이고, 선택가열은 펄스 조사 구간에만 계면이 고온이다. 면광원 방식은 조사 영역 안의 패드를 동시에 발열시키므로 대면적 일괄 처리와 계면 선택가열이 함께 성립한다. 조사 영역 밖의 다이와 패드 사이 실리콘·PIC는 열원이 되지 않는다. 결과적으로 PIC의 열변형을 억제하고 정렬과 광학 특성을 보호하면서 Cu 접합을 완성하는 공정으로 전환된다.
주제
- 열제어
- CPO
