【技术实现步骤摘要】
光电计算平台
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月6日提交的美国临时专利申请63/048,439的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]本公开涉及光电计算平台。
技术介绍
[0004]对以模拟或数字形式编码在电信号(例如，电压或电流)上的电子数据执行的计算通常是使用电子计算硬件(诸如在集成电路中实现的模拟或数字电子器件(例如处理器、专用集成电路(ASIC)或片上系统(SoC))、电子电路板或其它电子电路)来实现的。光学信号已被用于长距离和短距离(例如，在数据中心内)传输数据。对此类光学信号执行的操作常常发生在光学数据传输的上下文中，诸如在用于交换或过滤网络中光学信号的设备内。在计算平台中光学信号的使用受到更多限制。
技术实现思路
[0005]一般而言，在第一方面，一种集成电路中介层(interposer)包括：半导体基板层；第一金属接触层，第一金属接触层在集成电路中介层的第一表面处，包括多个金属接触区段，该金属接触区段包括第一金属接触区段和第二金属接触区段，该第一金属接触区段包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第一半导体晶粒(die)的多个金属触头，第二金属接触区段包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第二半导体晶粒的多个金属触头。该中介层包括：第一图案化层，第一图案化层在与半导体基板层相距第一距离处，包括多个单独光掩模图案化的金属路径区段；以及第二图案化层，第二图案化层在与半导体基板层相距与第一距离不同的第二距离处，包括多个单独光掩...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成电路中介层，包括：半导体基板层；第一金属接触层，所述第一金属接触层在所述集成电路中介层的第一表面处，包括多个金属接触区段，所述金属接触区段包括第一金属接触区段，包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第一半导体晶粒的多个金属触头，以及第二金属接触区段，包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第二半导体晶粒的多个金属触头；第一图案化层，所述第一图案化层在与所述半导体基板层相距第一距离处，包括多个单独光掩模图案化的金属路径区段；以及第二图案化层，所述第二图案化层在与所述半导体基板层相距与所述第一距离不同的第二距离处，包括多个单独光掩模图案化的波导区段，所述第二图案化层包括第一波导，其跨单独光掩模图案化的波导区段之间的至少一个边界，第一调制器，在沿着所述第一波导的第一位置处耦合到所述第一波导，用于基于在所述第一金属接触区段中的第一金属触头处接收的电信号来调制所述第一波导中的光波，以及第二调制器，在沿着所述第一波导的第二位置处耦合到所述第一波导，用于基于在所述第一金属接触区段或所述第二金属接触区段中的第二金属触头处接收的电信号来调制所述第一波导中的所述光波。2.如权利要求1所述的集成电路中介层，其中所述波导区段包括第一波导区段，包括将引导模式耦合到所述第一波导区段的边缘的所述第一波导的第一部分，以及第二波导区段，包括将引导模式耦合到所述第二波导区段的边缘的所述第一波导的第二部分。3.如权利要求1所述的集成电路中介层，其中所述金属路径区段包括第一金属路径区段，所述第一金属路径区段与所述第一金属接触区段的至少一部分和所述第二金属接触区段的至少一部分重叠，并在所述第一金属接触区段的至少一个金属触头和所述第二金属接触区段的至少一个金属触头之间提供至少一条金属路径。4.如权利要求3所述的集成电路中介层，其中所述金属路径区段包括第二金属路径区段，所述第二金属路径区段与所述第一金属接触区段的至少一部分重叠并且不与所述第二金属接触区段的任何部分重叠，并且提供连接到所述第一金属接触区段的至少一个金属触头的至少一条金属路径。5.如权利要求1至4中的任一项所述的集成电路中介层，还包括第二金属接触层，所述第二金属接触层在集成电路中介层的第二表面处，包括多个金属接触区段。6.如权利要求1至4中的任一项所述的集成电路中介层，还包括电耦合到所述第一半导体晶粒或所述第二半导体晶粒中的至少一个的至少一个电容器或电感器。7.如权利要求1至4中的任一项所述的集成电路中介层，其中所述第一调制器和所述第二调制器是幅度调制器，其被配置为以相同的预定幅度缩放因子来调制所述第一波导中的所述光波。
8.一种制造集成电路中介层的方法，包括：在半导体晶圆上形成第一金属接触层，所述第一金属接触层在所述集成电路中介层的第一表面处，包括多个金属接触区段，所述金属接触区段包括第一金属接触区段，包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第一半导体晶粒的多个金属触头，以及第二金属接触区段，包括被布置用于以受控塌陷芯片连接电耦合到第二半导体晶粒的多个金属触头；在半导体晶圆上形成在与所述半导体基板层相距第一距离处的第一图案化层，包括分别对多个金属路径区段进行图案化；以及在半导体晶圆上形成在与所述半导体基板层相距与所述第一距离不同的第二距离处的第二图案化层，包括分别对多个波导区段进行图案化，所述第二图案化层包括第一波导，其跨单独光掩模图案化的波导区段之间的至少一个边界，第一调制器，在沿着所述第一波导的第一位置处耦合到所述第一波导，用于基于在所述第一金属接触区段中的第一金属触头处接收的电信号来调制所述第一波导中的光波，以及第二调制器，在沿着所述第一波导的第二位置处耦合到所述第一波导，用于基于在所述第一金属接触区段或所述第二金属接触区段中的第二金属触头处接收的电信号来调制所述第一波导中的所述光波。9.一种装置，包括：互连模块，包括：第一基板；在所述第一基板上形成的第一金属接触层，其中所述第一金属接触层包括被配置为电耦合到包括电路的第一晶粒的第一金属触头；图案化的波导层，其包括部署在所述基板上的多个单独光掩模图案化的波导区段，其中所述图案化的波导层包括第一波导，所述第一波导跨单独光掩模图案化的波导区段之间的至少一个边界；第一调制器，在沿着所述第一波导的第一位置处耦合到所述第一波导并且被配置为基于在所述第一金属触头处从所述第一晶粒接收的第一电信号来调制在所述第一波导中行进的光学信号；以及第二调制器，在沿着所述第一波导的第二位置处耦合到所述第一波导并且被配置为基于在第二金属触头处接收的第二电信号来调制在所述第一波导中的所述光学信号，所述第二金属触头电耦合到所述第一晶粒或包括电路的第二晶粒；其中，所述第一波导使所述光学信号能够跨单独光掩模图案化的波导区段之间的至少一个边界从源位置行进到目标位置，并且当所述光学信号从所述源位置行进到所述目标位置时，使所述光学信号被所述第一调制器和所述第二调制器调制。10.如权利要求9所述的装置，其中所述第一金属接触层包括第二金属触头，所述第二金属触头被配置为电耦合到包括电路的第二晶粒。11.如权利要求10所述的装置，其中所述第一金属触头以受控塌陷芯片连接电耦合到所述第一晶粒，并且所述第二金属触头以受控塌陷芯片连接电耦合到所述第二晶粒。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述第一金属触头位于与第一单独光掩模图案化的波导区段对应的第一区域；并且所述第二金属触头位于与第二单独光掩模图案化的波导区段对应的第二区域，所述第二单独光掩模图案化的波导区段与所述第一单独光掩模图案化的波导区段不同。13.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，包括：检测器，被配置为在所述光学信号传输经过所述第一调制器和所述第二调制器之后检测所述光学信号以生成检测到的信号；以及电路，被配置为使用指示通过其调制所述信号的调制器的数量的预定幅度尺度来映射所述检测到的信号的检测到的幅度。14.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，包括：检测器，被配置为在所述光学信号传输经过所述第一调制器和所述第二调制器之后检测所述光学信号以生成检测到的信号；以及电路，被配置为使用指示通过其调制所述信号的调制器的数量的预定相位尺度来映射所述检测到的信号的检测到的相位。15.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，包括：检测器，被配置为在所述光学信号传输经过所述第一调制器和所述第二调制器之后检测所述光学信号以生成检测到的信号；以及电路，被配置为使用指示通过其调制所述信号的调制器的数量的预定偏振尺度来映射所述检测到的信号的检测到的偏振。16.如权利要求9至11所述的装置，其中每个单独光掩模图案化的波导区段通过使用光刻系统曝光对应的光掩模来制造，不同的单独光掩模图案化的波导区段通过相同光掩模或不同光掩模的不同曝光来制造。17.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述第一金属触头以受控塌陷芯片连接电耦合到所述第一晶粒。18.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，包括所述第一晶粒。19.如权利要求10至11中的任一项所述的装置，包括所述第一晶粒和所述第二晶粒。20.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述第一调制器被配置为调制所述光学信号的幅度。21.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述第一调制器被配置为调制所述光学信号的相位或偏振。22.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述图案化的波导层包括：第一单独光掩模图案化的波导区段，其包括将引导模式耦合到所述第一波导区段的边缘的所述第一波导的第一部分，以及第二单独光掩模图案化的波导区段，其包括将引导模式耦合到所述第二波导区段的边缘的所述第一波导的第二部分。23.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，包括第二金属接触层，其包括第二金属触头，其中所述第一金属触头部署在所述基板的第一侧，并且所述第二金属触头部署在所述基板的第二侧。24.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述互连模块包括光电中介层，
其中所述基板、所述第一金属接触层、所述图案化的波导层、所述第一调制器和所述第二调制器是所述光电中介层的部分。25.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述第一基板包括半导体基板。26.如权利要求9至11中的任一项所述的装置，其中所述互连模块包括电耦合到所述第一晶粒或所述第二晶粒中的至少一个的滤波电容器或解耦电容器。27.一种方法，包括：在沿着形成在第一基板上的第一波导的第一位置处，基于在电耦合到包括电路的第一晶粒的第一金属触头处接收的第一电信号来调制所述第一波导中的光学信号；在沿着所述第一波导的第二位置处，基于在电耦合到所述第一晶粒或包括电路的第二晶粒的第二金属触头处接收的第二电信号来调制所述第一波导中的所述光学信号；以及将经调制的光学信号从部署在所述第一基板上的第一单独光掩模图案化的波导区段传输到部署在所述第一基板上的第二单独光掩模图案化的波导区段，其中通过使用光刻系统对第一光掩模进行第一曝光来制造所述第一单独光掩模图案化的波导区段，通过使用所述光刻系统对第二光掩模进行第二曝光来制造所述第二单独光掩模图案化的波导区段，所述第一曝光与所述第二曝光不同，并且所述第一光掩模与所述第二光掩模相同或不同。28.如权利要求27所述的方法，其中所述第一金属触头位于与所述第一单独光掩模图案化的波导区段对应的第一区域，并且所述第二金属触头位于与所述第二单独光掩模图案化的波导区段对应的第二区域。29.如权利要求27所述的方法，包括：在中间位置下游的目的地位置处检测所述经调制的光学信号，在所述中间位置处所述光学信号被调制以生成检测到的信号；以及使用指示在其处调制所述信号的中间位置的数量的预定幅度尺度来映射所述检测到的信号的检测到的幅度。30.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中通过使用光刻系统进行第一光掩模的第一曝光来制造所述第一单独光掩模图案化的波导区段，通过使用所述光刻系统进行第二光掩模的第二曝光来制造所述第二单独光掩模图案化的波导区段，所述第一曝光可以与所述第二曝光不同，并且所述第一光掩模可以与所述第二光掩模相同或不同。31.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中所述第一金属触头以受控塌陷芯片连接电耦合到所述第一晶粒。32.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中所述第一晶粒包括半导体晶粒。33.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中所述第一基板包括半导体基板。34.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中所述第二金属触头电耦合到所述第二晶粒，并且所述方法包括沿着跨单独光掩模图案化的波导区段之间的至少一个边界的所述第一波导传输所述经调制的光学信号。35.如权利要求34所述的方法，其中沿着所述第一波导的所述第一位置和所述第二位置位于相同的单独光掩模图案化的波导区段上。36.如权利要求34所述的方法，其中沿着所述第一波导的所述第一位置和所述第二位置位于不同的单独光掩模图案化的波导区段上。37.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，包括使用部署在所述第一基板上的滤波电容器对所述第一晶粒或所述第二晶粒上的信号进行滤波，其中所述第一晶粒或所述第
二晶粒包括与所述第一基板不同的第二基板。38.如权利要求27至29中的任一项所述的方法，包括使用部署在所述第一基板上的解耦电容器将第一电路部分与第二电路部分解耦，其中所述第一电路部分在所述第一晶粒或所述第二晶粒上，并且所述第二电路部分在所述第一晶粒或所述第二晶粒上。39.一种装置，包括：中介层，包括：中介层基板；形成在中介层基板上的第一金属接触层，其中所述第一金属接触层包括第一金属触头、第二金属触头和第三金属触头，所述第一金属触头被配置为电耦合到包括电路的第一晶粒，所述第二金属触头被配置为电耦合到所述第一晶粒或包括电路的第二晶粒，所述第一晶粒包括与所述中介层基板不同的第一基板，所述第二晶粒包括与所述中介层基板不同的第二基板；形成在所述中介层基板上的图案化的波导层，其中所述图案化的波导层包括第一波导；第一调制器，在沿着所述第一波导的第一位置处耦合到所述第一波导并且被配置为基于在所述第一金属触头处接收的第一电信号来调制在所述第一波导中行进的光学信号以生成第一经调制的光学信号；第二调制器，在沿着所述第一波导的第二位置处耦合到所述第一波导并且被配置为基于在所述第二金属触头处接收的第二电信号来调制所述第一波导中的所述第一经调制的光波以生成第二经调制光学信号；...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟怀宇，卢正观，J特里，J邓，M斯坦曼，G亨德里，沈亦晨，
申请(专利权)人：光子智能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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