“데이터센터용 통신용량 증대를 위한 저전력 On-Board 집적 400Gbps 광송수신 엔진 기술 (실행과제번호: 18HB2910, 19HB2110, 20HB1810)” 사업과, “800G 광트랜시버용 광원 및 평가보드 기술 개발 (실행과제번호: 21HK1820)” 사업으로 개발된 연구 결과물인 “후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자 제작 기술“을 수요 업체에 이전하고자 함
- 데이터센터 네트워크, 가입자망, 모바일망 프론트홀 등에서 광트랜시버 모듈 부품의 수요가 급격히 증가하고 있으며 대부분 25Gbps 이상의 초고속통신을 기반으로 발전하고 있음
- InGaAs 물질을 신호 광의 흡수층으로 사용하는 pin-PD는 이러한 광트랜시버 모듈의 광수신단 부품 제작시 반드시 사용되어야 하는 핵심 소자임
- 본 기술이전은 초고속 광트렌시버 제작의 핵심부품인 초고속 pin-PD의 설계 및 제작 기술의 기술이전을 통해 사업화 지원을 목적으로 함
- PD 소자의 수광구조는 광흡수층의 측면에서 신호 광이 입사되는 측면 입사형과 광흡수층의 표면을 향해 신호 광이 입사되는 표면 입사형으로 구분됨
- 표면 입사형의 경우, 신호 광의 수신을 용이하게 하기 위해, 아래 그림 1과 그림 2에서와 같이 PD 소자의 후면에 InP 재질의 볼록 렌즈를 형성하는 경우가 있음
- 이러한 후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자 칩을 생산/판매하는 업체는 스위스 Albis, 미국 MACOM, 일본 Kyocemi 사 등이 있으며, 국내에서는 ㈜우리로 업체가 유일함
- ETRI에서는 “데이터센터용 통신용량 증대를 위한 저전력 On-Board 집적 400Gbps 광송수신 엔진 기술(실행과제번호: 18HB2910, 19HB2110, 20HB1810)” 사업과, “800G 광트랜시버용 광원 및 평가보드 기술 개발 (실행과제번호: 21HK1820)” 사업을 진행하여 기존 기술과 매입형 볼록 렌즈 형성 공정에서 차별성이 있는 “후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자 제작 기술“을 개발하였으며, 이러한 기술에 관심이 있는 수요 업체에 개발 기술을 이전하고자 함
기술 이전하고자 하는 “후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자 제작 기술“에 있어서 소자의 전면부에 존재하는 pin-PD 소자의 다층 에피 성장막 구조는 ETRI 고유의 구조를 적용하였으며, 소자 후면부에 존재하는 매입형 InP 볼록 렌즈 형성 공정은 그림 3의 공정 순서 개념도에서와 같이 기존 기술과 차별성이 있음
- 후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자의 설계 / 제작 / 평가 기술
- 기술이전할 PD 소자의 특성
- 3dB OE-Bandwidth : 40 GHz 이상
- Responsivity : 0.8 A/W 이상 @ 1310nm
- Dark Current : 50 nA 이하 @ -3V
- Capacitance : 55 fF이하 @ -3V
- Radius of Curvature of InP Convex Lens : 100 μm 이하
- 출원 특허 통상 실시권 및 기술 문서 제공
- 소자 설계 / 제작 / 평가 관련 기술 교육 진행
- ETRI에서 개발한 “후면 InP 렌즈 집적형 pin-PD 소자 기술”을 적용하여 제작된 PD 소자 칩은 그림 4에서와 같이 광통신용 광송수신 엔진 모듈 제작시 광수신단 구성 부품으로 사용됨
- 기술이전 기대효과로는 국내 광통신용 pin-PD 소자 칩 제작 업체의 경쟁력 강화와 국내 광트랜시버 제작 업체의 하이앤드 pin-PD 소자 칩의 수급 안정성 확보를 들 수 있음