光子封装件及其形成方法技术

方法包括将电子管芯接合至光子管芯。光子管芯包括开口。该方法还包括将适配器附接至光子管芯，其中，该适配器的部分与电子管芯的部分处于相同的水平，形成穿透适配器的通孔，其中，该通孔与开口对准；以及将光学器件附接至适配器。该光学器件被配置为将光发射至光子管芯内或接收来自光子管芯的光。本发明专利技术实施例涉及一种光子封装件及其形成方法。

Photonic Package and Its Formation Method

The method includes joining the electron tube core to the photonic tube core. The photonic tube core includes an opening. The method also includes attaching the adapter to the photonic tube core, where the part of the adapter is at the same level as the part of the electron tube core, forming a through hole through the adapter, in which the through hole is aligned with the opening, and attaching the optical device to the adapter. The optical device is configured to emit light into or receive light from the photonic tube core. The embodiment of the present invention relates to a photonic package and its forming method.

【技术实现步骤摘要】
光子封装件及其形成方法
本专利技术实施例涉及一种光子封装件及其形成方法。
技术介绍
电信号和处理已经成为信号传输和处理的主流技术。近年来，光信号和处理已用于越来越多的应用中，特别是由于使用与光纤有关的用于传输信号的应用。光信号和处理几乎总是与电信号和处理结合，以提供全面的应用。例如，光纤可以用于远程信号传输，而电信号可以用于短程信号传输以及处理和控制。因此，形成集成了光学组件和电子组件的器件以用于光信号和电信号之间的转换以及光信号和电信号的处理。因此，封装件可以包括光学(光子)管芯(包括光学器件)和电子管芯(包括电子器件)。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，提供了一种形成封装件的方法，包括：将电子管芯接合至光子管芯，其中，所述光子管芯包括第一开口；将适配器附接至所述光子管芯，其中，所述适配器的部分与所述电子管芯的部分处于相同的水平；形成穿透所述适配器的通孔，其中，所述通孔与所述第一开口对准；以及将光学器件附接至所述适配器，其中，所述光学器件被配置为将光发射至所述光子管芯内或接收来自所述光子管芯的光。根据本专利技术的另一些实施例，还提供了一种形成封装件的方法，包括：形成适配器，包括：在盲板中形成第一开口；以及形成保护层，所述保护层的部分延伸至所述第一开口内；将所述适配器附接至光子管芯，其中，所述光子管芯位于晶圆中；将所述电子管芯接合至所述光子管芯；将所述电子管芯和所述适配器密封在密封材料中；对所述密封材料实施平坦化以暴露所述适配器、所述适配器中的第一开口和所述电子管芯；以及锯切所述密封材料和所述晶圆以形成多个封装件，其中，所述封装件的一个包括所述适配器、所述光子管芯和所述电子管芯。根据本专利技术的又一些实施例，还提供了一种封装件，包括：光子管芯，包括第一开口；电子管芯，位于所述光子管芯上方并且接合至所述光子管芯；适配器，位于所述光子管芯上方并且附接至所述光子管芯，其中，所述适配器包括穿透所述适配器的通孔，并且所述通孔与所述第一开口对准；以及光连接器，其中，所述光连接器的部分覆盖所述适配器中的所述通孔。附图说明当接合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1A至图1G示出了根据一些实施例的包括光学器件和电子器件的晶圆上芯片封装件的形成的中间阶段的截面图。图2和图3示出了根据一些实施例的包括光学器件和电子器件的封装件。图4A至图4D示出了根据一些实施例的包括光学器件和电子器件的片上芯片封装件的形成的中间阶段的截面图。图5A至图5D示出根据一些实施例的包括光学器件和电子器件的晶圆上芯片封装件的形成的中间阶段的截面图。图6A至图6C示出了根据一些实施例的适配器的形成的中间阶段的截面图。图7A示出了根据一些实施例的适配器的形成的截面图。图7B至图7G示出了根据一些实施例的适配器的形成的中间阶段的俯视图和截面图。图8和图9示出了根据一些实施例的一些适配器和对应的光栅耦合器(GC)孔的顶视图。图10示出了根据一些实施例的用于形成晶圆上芯片封装件的工艺流程。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实施例中重复参照标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。根据各个示例性实施例，提供了包括光学器件和电子器件的三维(3D)封装件及其形成方法。根据一些实施例，示出了形成封装件的中间阶段。讨论了一些实施例的一些变化。贯穿各个视图和示例性实施例，相同的参照标号用于指定相同的元件。图1A至图1G示出了根据本专利技术的一些实施例的封装件的形成的中间阶段的截面图。图1A至图1G中所示的步骤也示意性地反映在图10所示的工艺流程200中。图1A示出了通过粘合剂4安装在载体2上的光子管芯10的截面图。相应的步骤示出为图10所示的工艺流程中的步骤202。根据本专利技术的一些实施例，光子管芯10是晶圆6的一部分，其中，晶圆6包括布置为阵列的多个相同的光子管芯10，但是详细地示出了一个光子管芯10。光子管芯10具有接收光信号、在光子管芯10内部传输光信号、将光信号从光子管芯10传输出去以及与电子管芯54电子通讯的功能。因此，光子管芯10也负责光信号的输入-输出(IO)。光子管芯10包括衬底12。衬底12可以是半导体衬底，其可以是硅衬底、硅锗衬底或由其他半导体材料形成的衬底。根据本专利技术的可选实施例，衬底12是由例如氧化硅形成的介电衬底。根据本专利技术的一些实施例，光子管芯10用作中介层，并且包括穿透衬底12的通孔(TV，也称为衬底通孔或硅通孔)14。TV14由导电材料形成，其也可以是诸如钨、铜、钛等的金属材料。隔离层16环绕TV14，并将TV14与衬底12电隔离。图1A至图1G所示的工艺称为先焊料工艺，其中，如图1A所示，首先形成光子管芯10的背侧结构(包括焊料区域26)。在图1A所示的结构中，介电层18位于衬底12下面，并且可以由氧化硅、氮化硅、碳化硅或其他介电材料形成。TV14可以穿透介电层18。再分布线(RDL)22形成在TV14下面并连接至TV14，并且用于重新路由电信号、电力、电接地等。在介电层20中形成再分布线22。在RDL22下面形成电连接至RDL22的凸块下金属(UBM)24，并且在UBM24上形成焊料区域26。根据本专利技术的一些实施例，可以在衬底12的顶面处形成集成电路器件28。根据本专利技术的一些实施例，集成电路器件28包括有源器件，诸如晶体管和/或二极管(其可包括光电二极管)。集成电路器件28也可以包括诸如电容器、电阻器等的无源器件。根据本专利技术的可选实施例，没有形成有源器件，而可以在光子管芯10中形成无源器件。在衬底12上方存在介电层30(其也可以表示多个介电层)。根据本专利技术的一些实施例，介电层30由氧化硅、氮化硅等形成。硅层32形成在介电层30上方并且可以接触介电层30。硅层32可以被图案化，并且用于形成用于光信号的内部传输的波导。因此，硅层32在下文中也称为波导。光栅耦合器34形成在硅层32上，光栅耦合器34的顶部具有光栅，从而光栅耦合器34具有接收光或透射光的功能。用于接收光的光栅耦合器34接收来自上面的光源或光信号源(诸如图1G所示的光纤84)的光，并且将该光传输至波导32。用于传输光的光栅耦合器34接收来自波导32的光并且将该光传输至光纤84(图1G)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成封装件的方法，包括：将电子管芯接合至光子管芯，其中，所述光子管芯包括第一开口；将适配器附接至所述光子管芯，其中，所述适配器的部分与所述电子管芯的部分处于相同的水平；形成穿透所述适配器的通孔，其中，所述通孔与所述第一开口对准；以及将光学器件附接至所述适配器，其中，所述光学器件被配置为将光发射至所述光子管芯内或接收来自所述光子管芯的光。

【技术特征摘要】
2017.06.30 US 62/527,185;2017.10.05 US 15/725,9111.一种形成封装件的方法，包括：将电子管芯接合至光子管芯，其中，所述光子管芯包括第一开口；将适配器附接至所述光子管芯，其中，所述适配器的部分与所述电子管芯的部分处于相同的水平；形成穿透所述适配器的通孔，其中，所述通孔与所述第一开口对准；以及将光学器件附接至所述适配器，其中，所述光学器件被配置为将光发射至所述光子管芯内或接收来自所述光子管芯的光。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将所述适配器附接至所述光子管芯之后，将所述电子管芯和所述适配器密封在密封材料中；以及实施平坦化以去除所述适配器和所述电子管芯的顶部，其中，在所述平坦化之后，暴露所述通孔。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述光学器件包括连接器，并且在附接所述光学器件中，所述连接器的光纤延伸至所述通孔和所述第一开口内。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述光子管芯还包括第二开口，并且所述适配器还包括与所述第二开口对准的附加通孔，并且所述方法还包括附接与所述第二开口对准的灯。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光子管芯是已经从晶圆锯切的离散管芯，并且所述方法还包括：在将所述适配器附接至所述光子管芯之后，在所述适配器和所述电子管芯之间分配粘合剂。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松辉，赖瑞协，黄天佑，陈文正，林于顺，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71