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Ge-doped Boro-Phospho-Silicate Glass Micro-lens Array Produced by Thermal Reflow

가열용융 방법에 의한 Ge-BPSG 마이크로렌즈 어레이 제작

  • Published : 2005.08.01

Abstract

Microlens cells of Ge-doped BPSG (Boro-Phospho-Silicate Glass) are fabricated by dicing the film produced by FHD (Flame Hydrolysis Deposition). Microlens arrays of $53.4{\mu}m$ square unit are produced by the thermal reflow of the diced unit cells at $1200^{\circ}C$. The gap between the microlenses was about $70{\mu}m,$ and the thickness of the produced lens was about $28.4{\mu}m$. We analyzed the reflowed shape of the microlens cell by an image-process technique, and the focal length was about $62.2{\mu}m$. This method of fabricating a microlens is simple and inexpensive compared to the conventional method using the photolithographic process. Also, the control of the radius of curvature of the microlens is easier and a more precise microlens way of various types can be fabricated using this method.

화염가수분해 증착법(FHD : Flame Hydrolysis Deposition)으로 제작된 Ge이 첨가된 BPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass)막의 표면을 절단톱(dicing saw)을 이용하여 일정한 깊이로 절단함으로써 각 단위 마이크로렌즈 셀들을 형성시켰다. 또한 절단된 각 단위 마이크로렌즈 셀들을 가열용융(thermal reflow) 방법을 이용하여 $1200^{\circ}C$에서 가열용응시킴으로써 직경이 $53.4{\mu}m$인 마이크로렌즈 어레이를 제작할수 있었다. 이 때 렌즈간 간격은 $70{\mu}m,$ 렌즈 두께는 약 $28.4{\mu}m$이었다. 제작된 마이크로렌즈 어레이의 형상을 이미지-프로세스로 분석하였으며. 초점거리는 $62.2{\mu}m$이었다. 본 제작방법은 일반적인 사진식각 공정을 이용한 마이크로렌즈 제작보다 간단하면서도 저렴한 비용으로 제작이 가능하다. 또한 곡률반경의 조절이 용이하고, 보다 정밀하며 다양한 마이크로렌즈 어레이를 구현할 수 있다.

Keywords

References

  1. S. Sinzinger and J. Jahns, Microoptics(Wiley-VCH, Weinheim, 1999)
  2. M. G. Lippmann, 'Epreuves reversibles donnant la sensation du relief,' J. de Phys.,Vol. 7, pp. 821-825, 1908
  3. S. Chen, X. Yi, M. He, and X. Zhang, 'Research on hybrid device of Si micro lens arrays with long focus and IR detector arrays,' 25th Infrared and Millimeter Waves Conference Digest, pp. 147-148, 2000
  4. 김철세, 김재도, 윤경구, '엑사이머 레이저를 이용한 마이크로렌즈 제작,' 한국정밀공학회지, Vol. 20, No. 2, pp. 33-39, 2003
  5. M. He, X.-C. Yuan, N.Q. Ngo, J. Bu, and S.H. Tao, 'Low-cost and efficient coupling technique using reflowed sol-gel microlens,' Opt. Express, Vol. 11, No. 14, pp. 1621-1627, 2003 https://doi.org/10.1364/OE.11.001621
  6. C. P. Lin, H. Yang, and C. K. Chao, 'Hexagonal microlens array modeling and fabrication using a thermal retlow process,' J. Micromech. Microeng., Vol. 13, pp. 775-781, 2003 https://doi.org/10.1088/0960-1317/13/5/333
  7. 조재걸, 송정환, 정선태, 오윤경, 'FHD를 이용한 구형 마이크로 렌즈 제작,' 한국광학회 제13회 광자기술 학술회의 논문집, FP23, 2004
  8. 박광범, 김인희, 정석원, 김건년, 문현찬, 박효덕, 신상모, 'Thermal Reflow법에 의한 마이크로렌즈의 제작 및 그 특성,' 한국광학회 동계학술발표회 논문집, FC-II14, 2000
  9. 김용권, 'Optical MEMS 연구동향,' 서울대학교 반도체 공동연구소 소식지, 제32호, 2001
  10. M. Kawachi, 'Silica waveguides on silicon and their application to integrated-optic components,' Opt. Quantum Electron., Vol. 22, pp. 391-416, 1990 https://doi.org/10.1007/BF02113964
  11. M. N. Rahaman, Ceramic Processing and Sintering(Marcel Dekker, Inc., N. Y. 1995)
  12. Daniel Malacara and Zacarias Maracara, Handbook of Lens Design(Marcel Dekker, Inc., N. Y. 1994), Chapter 10
  13. 성승훈, 조두진, '그레이스케일 마스크를 이용한 미소렌즈 배열의 제작,' 한국광학회지, Vol. 13, No. 2, pp. 117-121, 2002 https://doi.org/10.3807/KJOP.2002.13.2.117

Cited by

  1. Reduction of Viewing-Angle Dependent Color Shift in a Reflective Type Cholesteric Liquid Crystal Color Filter vol.1, 2008, https://doi.org/10.1143/APEX.1.032001