在這一個章節中，我們將詳細說明此元件的製作過程。第一節將 介紹silicon bench 的詳細製作流程。第二節將說明如何把超薄薄膜濾 波器固定於我們切割出來的U 槽以及將光纖固定於 V 槽 [11,12]。第 三節將討論我們封裝上遇到的困難以及如何解決。
4-1. 矽工作台製作流程
在這一節中我們將詳細介紹此silicon bench 的製作流程其中包含 V 槽的製作以及 U 槽切割，圖 4-1-1 為 silicon bench 的製作流程圖。
圖 4-1-1. Silicon bench 詳細製作流程圖。
試片清洗
成長 Thermal oxide
黃光微影術 (被動對準定位)
SiO2濕蝕刻
V-groove 濕蝕刻
U-groove 切割製作
決定了各結構參數及製程條件之後，我們便可以開始製作元件。 Thermal oxide，成長時間為 7 小時，系統架設如圖 4-1-2。成長參 數如圖4-1-3 所示。
圖 4-1-2、成長二氧化矽系統架設圖。
Gas Si wafer
Drt O2
圖 4-1-3、成長參數圖。
8. 用加水稀釋濃度 20 %的 AZ-400K 顯影液進行顯影，顯影時間約 為32 秒。
9. 再將顯影完的晶片放置 Hot plate 進行光阻硬烤，溫度設定為 120℃，時間為 120 秒。
◎ SiO
2濕蝕刻(Wet etching)
10. 接著利用 BOE(NH4F：H2O = 70 g：135 c.c. then add HF 12 c.c.)蝕 刻液作SiO2的濕蝕刻，蝕刻時間約四分鐘。
11. 以去離子水沖洗試片約 1 分半鍾，再用氮氣吹乾。
12. 將晶片放置丙酮中約 30 分鐘，再以異丙醇及去離子水去沖洗試 片上殘餘的光阻。
◎ 矽的 V 槽濕蝕刻(Wet etching)
13. 將晶片置入 EDP 溶液進行濕蝕刻，蝕刻速率約為 0.5 µm/min。表 4-1-1 為 EDP 溶液配方表。
PC(C6H6O2) 45 g
H2O 120 c.c.
EDA(NH2CH2CH2NH2) 255 c.c.
◎ U 槽(U-groove)製作
14. 我們使用的是 Disco DAD-320 鑽石刀切割機切割出放置 TFF 的 U 槽，進刀速率為 0.5 mm/sec，切割寬度約為 60 µm，切割深度 約為300 µm。圖 4-1-4 為利用切割機切割出放置 TFF 的 U 槽。
圖 4-1-4、U 槽。
整個Silicon bench 製作過程示意圖如下：
1. 試片清洗以及成長二氧化矽
Thermal Oxide Si substrate V槽 U槽
2. 光阻塗鋪
3. 曝光顯影
4. 二氧化矽濕蝕刻
Thermal Oxide Si substrate
PR
Thermal Oxide Si substrate PR
Si substrate PR
Thermal Oxide
5. 光阻移除
6. V-groove 濕蝕刻
Si substrate Thermal Oxide
Si substrate Thermal Oxide
4-2. 超薄薄膜濾波器與光纖封裝
我們依據之前量測測試所的數據去設計製作兩種 silicon bench，
圖 4-2-1 為用來製作以單模光纖為傳輸通道的雙向光收發模組之 silicon bench，而圖 4-2-2 為用來製作以光纖透鏡為傳輸通道的雙向光 收發模組之silicon bench。
圖 4-2-1、Silicon bench(一)。
V槽
U槽
V槽
U槽
完成 silicon bench 的製作後，我們將大小 300 µm × 500 µm 厚約 50 µm 的 TFF [13]放置 U 槽，接著我們使用微量的 OG-125 UV 膠，
讓膠流進U 槽，再用型號 Ultracure 100 Plus 的 UV 點光源曝光機照 射，照射功率為34W，照射時間為 3 分鐘，將 TFF 固定住。圖 4-2-3 為我們將TFF 放置於 U 槽並且上 UV 膠固定時的照片。
圖 4-2-3、固定 TFF 圖。
上膠固定 TFF 後，接著我們將單模光纖置於 V 槽，然後在光纖 上方放置 Pyrex-7740 玻璃並且利用機械施力的方式向下壓，接著我 們用微量的OG-125 UV 膠點在玻璃後方，利用毛細孔現象使膠同時 流進V 槽和玻璃與 sample 間的隙縫，再用型號 Ultracure 100 Plus 的 UV 點光源曝光機照射，照射時間為 3 分鐘，將光纖固定住。
TFF V槽
U槽
圖 4-2-4、機械施力固定光纖點膠前圖。
圖 4-2-5、機械施力點膠固定光纖圖。
Pyrex-7740玻璃
Fiber
Fiber
Pyrex-7740玻璃
UV膠
4-3. 製程分析與討論
前面兩節為介紹以光纖與超薄薄膜濾波器為基礎，並且利用 V 槽以及 U 槽將其積體化整合至 silicon Bench 上，在製程中我們成功 利用被動對準的方式取代傳統昂貴耗時的主動對準方式。
在整個製程整合上，我們所遇到的問題是在封裝(Package)這部 份，我們不希望在點膠固定光纖過程中，膠順著光纖流到前端，使得 TFF 與光纖的頭端充滿 UV 膠，導致模組特性不佳，所以我們設計一 個緩衝槽，讓膠流進我們所設計的緩衝槽，這樣可以有足夠時間讓我 們用曝光機曝光將膠固化以固定住光纖。圖4-3-1 為我們設計緩衝槽 的照片。
圖 4-3-1、緩衝槽。
緩衝槽
雖然我們設計一個緩衝槽，但在我們點膠過程中，膠會很快的順