集成芯片以及传送电信号的方法技术

本发明专利技术实施例为集成芯片提供系统及方法。集成芯片包括封装衬底，所述封装衬底包括多个第一层及多个第二层，所述多个第二层中的每一者分别设置在所述第一层中的相应一对相邻的第一层之间。收发器单元设置在所述封装衬底上方。波导单元包括多个波导，所述多个波导具有形成于所述封装衬底的所述多个第一层中的顶壁及底壁以及形成于所述封装衬底的所述多个第二层中的侧壁。

Integrated chips and methods of transmitting electrical signals

The embodiment of the invention provides a system and a method for integrated chips. The integrated chip includes an encapsulated substrate, which includes a plurality of first layers and a plurality of second layers, each of the plurality of second layers respectively set between the corresponding pair of adjacent first layers in the first layer, respectively. The transceiver unit is arranged above the packaging substrate. The waveguide unit comprises a plurality of waveguides, the plurality of waveguides having a top wall and a bottom wall formed in the plurality of first layers of the encapsulated substrate, and a side wall formed in the plurality of second layers of the package substrate.

【技术实现步骤摘要】
集成芯片以及传送电信号的方法
本专利技术实施例是有关于一种集成芯片以及传送电信号的方法。
技术介绍
集成光波导通常用作集成有多种光学功能的集成光电路中的组件。集成光波导用于约束光并以最小衰减将光从集成芯片(integratedchip，IC)上的第一点引导至集成芯片上的第二点。一般来说，集成光波导对于施加在可见光谱(例如，在近似390nm与近似780nm之间)中的光波长上的信号提供功能。
技术实现思路
本专利技术一些实施例的集成芯片包括：封装衬底，包括多个第一层及多个第二层，所述多个第二层中的每一者分别设置在所述多个第一层中的相应一对相邻的第一层之间；收发器单元，设置在所述封装衬底上方；以及波导单元，包括多个波导，所述多个波导具有形成于所述封装衬底的所述多个第一层中的顶壁及底壁以及形成于所述封装衬底的所述多个第二层中的侧壁。本专利技术一些实施例的集成芯片包括：封装衬底；收发器单元，设置在所述封装衬底上方；中介层，设置在所述封装衬底与所述收发器单元之间且包括多个第一层及多个第二层，所述多个第二层中的每一者分别设置在所述多个第一层中的相应一对相邻的第一层之间；以及波导单元，包括多个波导，所述多个波导具有形成于所述中介层的所述多个第一层中的顶壁及底壁以及形成于所述中介层的所述多个第二层中的侧壁。本专利技术一些实施例的传送电信号的方法包括：传送多个第一电信号；将所述多个第一电信号中的每一者作为相应的电磁辐射分别耦合到位于封装衬底及中介层中的一者内的相应波导的第一端；将所述多个电磁辐射中的每一者作为相应的第二电信号进行耦合；以及接收所述多个第二电信号。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本专利技术的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1A至图1B说明一些实施例的包括集成介电波导(integrateddielectricwaveguide)的集成芯片。图2说明一些实施例的包括集成介电波导的集成芯片的剖视图。图3说明一些实施例的包括集成介电波导的集成芯片的俯视图，所述集成介电波导具有一个或多个锥形过渡区。图4说明一些实施例的包括多个集成介电波导的集成芯片的俯视图，所述多个集成介电波导被配置成并行地传递电磁辐射。图5A至图5B说明一些实施例的包括集成介电波导的集成芯片，所述集成介电波导设置在后段工艺(back-end-of-the-line，BEOL)金属层堆叠内。图6说明一些实施例的包括集成介电波导的集成芯片，所述集成介电波导被配置成传递差分信号(differentialsignal)。图7说明包一些实施例的括设置在硅衬底内的差分驱动器电路及差分接收器电路的集成芯片。图8至图10说明一些附加实施例的包括集成介电波导的集成芯片的三维视图，所述集成介电波导耦合到差分耦合元件。图11说明一些实施例的包括介电波导的集成芯片，所述介电波导具有设置在后段工艺金属层堆叠内的差分耦合元件。图12说明一些实施例的一种形成包括集成介电波导的集成芯片的方法的流程图。图13说明一些实施例的一种形成包括集成介电波导的集成芯片的方法的流程图，所述集成介电波导设置在后段工艺金属层堆叠内。图14至图19说明示出一些实施例的一种形成包括集成介电波导的集成芯片的方法的剖视图。图20说明一些实施例的一种形成包括介电波导的集成芯片的方法的流程图，所述介电波导耦合到差分耦合元件。图21至图26说明示出一些实施例的一种形成包括介电波导的集成芯片的方法的剖视图，所述介电波导耦合到差分耦合元件。图27说明示出一些实施例的具有耦合到集成介电波导的多频带传输元件及多频带接收元件的集成芯片的方块图。图28说明图27所示介电波导内的一些实施例的实例的频谱。图29说明一些实施例的集成芯片的俯视图，所述集成芯片具有耦合到集成介电波导的多频带传输元件及多频带接收元件。图30A至图30B说明一些实施例的集成芯片，所述集成芯片具有可操作地耦合到集成介电波导的多频带正交调幅(quadratureamplitudemodulation，QAM)接口。图31说明一些实施例的集成芯片的三维(three-dimensional，3D)视图，所述集成芯片具有可操作地耦合到集成介电波导的多频带正交调幅接口。图32说明一些实施例的一种形成集成芯片的方法的流程图，所述集成芯片包括耦合到集成介电波导的多频带传输元件及多频带接收元件。图33是根据一些实施例的示例性集成芯片的方块图。图34A是说明根据一些实施例的示例性波导单元的三维视图。图34B是说明根据一些实施例的示例性波导单元的三维视图。图35是说明根据一些实施例的示例性集成芯片的剖视图。图36是说明根据一些实施例的示例性集成芯片的剖视图。图37是说明根据一些实施例的示例性集成芯片的剖视图。图38是说明根据一些实施例的示例性集成芯片的剖视图。图39是说明根据一些实施例的一种集成芯片的操作的示例性方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供许多不同的实施例或实例以用于实作所提供主题的不同特征。以下阐述组件及配置的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例而并非旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、从而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而自身并不表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在…之下(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或为其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。集成光波导通常用于集成光电路中。一般来说，集成光波导是由具有高介电常数的光学介质(即，核心)组成，所述光学介质被具有较低介电常数的介质包围。注入到集成光波导的一端(例如，使用透镜、光栅耦合器或棱镜耦合器)的可见光通过由核心与周围介质之间的介电常数差异而引起的全内反射(totalinternalreflection)沿波导的长度方向而被引导。由于集成光波导被限制成用于传送处于电磁频谱(例如，具有大约近似1015的频率)的可见部分内的电磁辐射，因此集成光波导面临许多缺点。举例来说，集成光波导不能与设置在硅衬底内的电路系统直接交互作用，因为硅不是产生光子的直接带隙半导体材料。此外，可由集成光波导传送的带宽受到限制。由于这些缺点，通常使用金属传输线而非集成光波导在硅衬底上传输数据。然而，在高频率下，金属传输线在长距离下会经历高的损耗率。因此，本专利技术实施例涉及一种包括耦合元件的集成芯片，所述耦合元件被配置成将频率处于可见光谱以外的电磁辐射从硅衬底耦合到上覆在硅衬底之上的集成介电波导中。在一些实施例中，集成芯片包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成芯片，其特征在于，包括：封装衬底，包括多个第一层及多个第二层，所述多个第二层中的每一者分别设置在所述多个第一层中的相应一对相邻的第一层之间；收发器单元，设置在所述封装衬底上方；以及波导单元，包括多个波导，所述多个波导具有形成于所述封装衬底的所述多个第一层中的顶壁及底壁以及形成于所述封装衬底的所述多个第二层中的侧壁。

【技术特征摘要】
2017.01.27 US 62/451,258;2017.08.31 US 15/691,9411.一种集成芯片，其特征在于，包括：封装衬底，包括多个第一层及多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕能，周淳朴，郭丰维，卓联洲，廖文翔，金亮孝，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，加州大学洛杉矶分校，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71