【技术实现步骤摘要】
具有集成光学组件的半导体装置
本专利技术技术一般来说涉及具有集成光学组件的半导体装置，且更特定来说涉及上面形成有光学布线层的半导体裸片。
技术介绍
包含存储器芯片、微处理器芯片及成像器芯片的封装式半导体裸片通常包含安装于衬底上且包封于保护封盖中的半导体裸片。所述半导体裸片包含功能特征，例如存储器单元、处理器电路及成像器装置以及电连接到所述功能特征的接合垫。所述接合垫可电连接到在所述保护封盖外部的端子以允许所述半导体裸片连接到较高阶电路。在一些例子中，半导体裸片封装可电耦合到各种光学组件(例如，发射器、接收器等)以用于将去往/来自封装中的半导体裸片的电信号转换为光学信号，所述光学信号可(举例来说)以比电信号高的速度及/或带宽路由到外部装置。此些光学组件通常为位于半导体裸片封装外部的离散组件。举例来说，离散光学组件可以并排方式与所述半导体裸片封装一起集成于中介层上且经由导电线、迹线等电耦合到所述半导体裸片封装，以形成电光半导体裸片组合件。此些电光半导体裸片组合件可为相对大的，且在高数据带宽下，导电线、迹线等中的电信号可仅...
【技术保护点】
1.一种半导体装置，其包括：/n衬底，其具有前侧、在所述前侧处的多个电路元件及与所述前侧相对的后侧；/n穿衬底通孔TSV，其至少部分地延伸穿过所述衬底；/n导电材料，其位于所述TSV中；及/n光学布线层，其位于所述衬底的所述后侧上，其中所述TSV的至少一部分中的所述导电材料突出越过所述衬底的所述后侧且进入所述光学布线层中。/n
【技术特征摘要】
20181023 US 16/168,6521.一种半导体装置，其包括：
衬底，其具有前侧、在所述前侧处的多个电路元件及与所述前侧相对的后侧；
穿衬底通孔TSV，其至少部分地延伸穿过所述衬底；
导电材料，其位于所述TSV中；及
光学布线层，其位于所述衬底的所述后侧上，其中所述TSV的至少一部分中的所述导电材料突出越过所述衬底的所述后侧且进入所述光学布线层中。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述光学布线层包含具有不同折射率的至少两种钝化材料。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述至少两种钝化材料包含氮化硅材料及氧化硅材料。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述光学布线层包含—
具有第一折射率的第一材料的第一层；
具有第二折射率的第二材料的第二层；及
具有第三折射率的第三材料的第三层，其中所述第二折射率高于所述第一折射率及所述第三折射率，使得由所述光学布线层接收的光学信号基本上被局限到所述第二层。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述第一材料与所述第三材料是相同的。
6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述第二层经图案化以形成光学波导。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述第二层进一步经图案化以形成光学连接到所述光学波导的至少一个竖直耦合光栅。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述电路元件为存储器元件。
9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述光学布线层位于所述衬底的基本上整个所述后侧上。
10.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括电耦合到所述TSV中的至少一者中的所述导电材料的加热器元件，其中所述加热器元件经配置以加热所述光学布线层的一部分。
11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述光学布线层的所述部分为所述光学布线层的光学开关。
12.一种半导体裸片封装，其包括：
半导体裸片，其包含—
衬底，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
所述衬底中的穿衬底通孔TSV，所述TSV包含延伸穿过所述衬底的导电材料；及
光学布线层，其位于所述第二表面上，其中所述TSV的所述导电材料从所述衬底的所述第二表面突出且穿过所述光学布线层；
有源光学组件，其(a)电耦合到所述TSV中的至少一者的所述导电材料且(b)光学耦合到所述光学布线层；及
光纤，其光学耦合到所述光学布线层。
13.根据权利要求12所述的半导体裸片封装，其中所述有源光学组件为激光源或光电二极管。
14.根据权利要求12所述的半导体裸片封装，其中所述光学布线层包含—
光学波导；
第一竖直耦合光栅，其将所述有源光学组件光学耦合到所述...
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