光电器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种光电器件及制造方法，包括：发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收光；以及形成板状并粘贴到所述半导体芯片的光波导板，其中波导芯的外周覆盖有包层；且如此构造该光波导板，使其在波导芯的光入射部分被来自所述发光元件的光照射，且包括一个或多个Ｔ形支路，该支路具有垂直开口部分，垂直开口部分具有垂直内壁，其垂直于光波导板的表面内的方向且成为镜面，用于分裂和反射光，该支路还具有倾斜开口部分，该倾斜开口部分具有倾斜内壁，其相对于波导芯的光波导方向具有一倾角并成为镜面，用于将光反射到离开光波导板表面的方向，以便在每一束光和每一光接收部分的连接位置连接到光接收部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及这样一种，该光电器件如此构造通过光波导板将发光元件光连接到具有电路的半导体芯片，其中发光元件用于发光以作为时钟信号，而电路包括光接收部分。
技术介绍
希望诸如数字摄像机、数字手机和笔记本个人计算机的便携式电子设备更加紧凑、更轻更薄的要求越来越强，为了响应这种要求，三年期间已经使VLSI和其他半导体器件的尺寸减小了70％。另一方面，半导体器件的封装形式也已经从诸如DIP(双列直插封装)的引线插入型发展到了表面安装型和倒装芯片安装型，更发展成为一种被称为封装中系统(system-in-package，SIP)的复杂形式，在这种形式中将配备有有源元件的半导体芯片与无源元件封装到一起。如上所述，半导体技术的进展是非常显著的，特别是在CPU和高速逻辑LSI领域，时钟频率已经超过GHz量级。在LSI内部和外部，超过GHz的信号线路受到许多需要解决的不利因素的困扰，这在以前从不是任何问题，在近来集成度更高、速度更高的半导体器件中，对这些问题的解决方案是非常重要的要素。这些问题是信号失真(信号完整性)、电气线路的频率极限、线路损耗、线路延迟、线路辐射、信号扭曲以及与驱动线路相关的功耗增加等。特别是近年来，在LSI芯片或对不同LSI中提供的时钟的歪斜失真(skew)(定时差)已成为一个问题。举例来说，1GHz的1位的时间是500ps，上升和下降时间大约是几十ps到200ps或更短，而在ε＝4左右的一般介质上的线路中，电信号的大致传播速度为67ps/cm，这与上升时间相比已达到了不可忽视的范围。因此，人们做出了很多努力以抑制线路歪斜失真为安装衬底上的或LSI上的线路使用完全等长的线路；以及将时钟分到具有被称为H条(H bar)的H形线路来抑制线路歪斜失真。在利用现有技术的电气线路进行时钟分割时，有一个缺点，即功耗变大，因为线路负载总是由时钟频率所驱动，此外，在每个分割点还要进行波形整形。为了克服以上的问题，有一种提法是用光学系统，而不是使用诸如铝和铜的金属的电气线路来布线和分割时钟。例如，2001年6月在日本京都召开的第六届IC工艺、器件和电路统计方法国际学术讨论会上Shiou Lin Sam、Anantha Chandrakasan和DuaneBoning的非专利文献《Variation Issues in On-Chip Optical Clock Distribution》中公开了一种技术，通过为每个LSI在硅衬底上形成光波导并在半导体工艺中用掩模对其处理，获得具有光时钟树的布线板。不过，在上述通过在诸如硅、陶瓷或有机衬底的衬底上依次进行半导体工艺形成时钟线路层的方法中，存在一个麻烦，即必须要相应于特定的LSI进行设计和制作掩模，且每次都要为此进行处理。而且，由于所有的生产工艺都是依次进行的，所以整个的TAT(周转时间)变长而且难以处理小的变化。
技术实现思路
人们希望解决这个弊病，即，很难保持设计中的自由度以应对设计变化，而且难于应对以少量生产多个种类。根据本专利技术，提供了一种光电器件，其包括发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收光；以及形成板状并粘贴到半导体芯片的光波导板，其中波导芯的外周覆盖有包层；其中用来自发光元件的光在波导芯的光入射部分照射光波导板；光波导板配备有一个或多个T形支路，在每个T形支路处提供垂直开口部分，垂直开口部分具有垂直于光波导板表面内的方向的垂直内壁，而垂直内壁起到镜面的作用，用于将光分裂、反射并导引到两个不同的方向；且在将分裂的光的每一束连接到每一光接收部分的位置提供倾斜开口部分，倾斜开口部分具有与波导芯的光波导方向成倾角的倾斜内壁，且倾斜内壁起到镜面的作用，以将光反射到离开光波导板的表面的方向，以连接到光接收部分。上述光电器件具有发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收光；以及形成板状并粘贴到半导体芯片的光波导板，其中波导芯的外周覆盖有包层。这里，光波导板具有如下的构造来自发光元件的光照射到波导芯的光入射部分；它配备有一个或多个T形支路，在每个T形支路处提供垂直开口部分，垂直开口部分具有垂直于光波导板表面内的方向的垂直内壁，而垂直内壁起到镜面的作用，用于将光分裂、反射并导引到两个不同的方向；此外，在将分裂的光的每一束连接到每一光接收部分的位置提供倾斜开口部分，倾斜开口部分具有与波导芯的光波导方向成倾角的倾斜内壁，且倾斜内壁起到镜面的作用，将光反射到离开光波导板的表面的方向，以连接到光接收部分。根据本专利技术，提供了一种制造光电器件的光电器件制造方法，该光电器件包括发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收光；以及光波导板，用于将光分裂到成两束或多束，并在连接到光接收部分的位置导引光将之连接到光接收部分，该方法包括如下步骤在伪衬底上形成第一包层，在第一包层上形成波导芯，使之成为具有一个或多个T形支路的图案，以及形成第二包层以覆盖所述波导芯，由此形成板状的光波导板，其中波导芯的外周被所述包层覆盖；在光波导板上T形支路的位置形成具有垂直内壁的垂直开口部分，所述垂直内壁垂直于光波导板表面内的方向且成为镜面，用于将光分裂并反射到两个不同的方向；在光波导板上将光连接到光接收部分的位置形成倾斜开口部分，倾斜开口部分具有倾斜内壁，所述倾斜内壁与波导芯的光波导方向成倾角，且倾斜内壁成为镜面，用于将光反射到离开光波导板的表面的方向，以便连接到光接收部分；使所述光波导板从所述伪衬底脱离；将所述光波导板与所述光接收部分对准并粘贴到所述半导体芯片上；以及布置所述发光元件来安装所述发光元件，使得来自发光元件的光照射所述波导芯的光入射部分。上述制造光电器件的方法用于制造这样的光电器件，其具有发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收光；以及光波导板，用于将光分裂到成两束或多束，并在连接到光接收部分的位置导引光将之连接到光接收部分。首先，在伪衬底上形成第一包层，在第一包层上形成波导芯，使之成为具有一个或多个T形支路的图案，以及形成第二包层以覆盖所述波导芯，由此形成板状的光波导板，其中波导芯的外周被所述包层覆盖。接着，在光波导板上T形支路的位置形成具有垂直内壁的垂直开口部分，所述垂直内壁垂直于光波导板表面内的方向且成为镜面，用于将光分裂并反射到两个不同的方向。接着，在光波导板上将光连接到光接收部分的位置形成倾斜开口部分，倾斜开口部分具有倾斜内壁，所述倾斜内壁与波导芯的光波导方向成倾角，且倾斜内壁成为镜面，用于将光反射到离开光波导板的表面的方向，以便连接到光接收部分。接着，将所述光波导板从伪衬底脱离，并将所述光波导板与所述光接收部分对准并粘贴到所述半导体芯片上。接着，将发光元件布置在预定位置用于安装，使得来自发光元件的光照射到所述波导芯的光入射部分。本专利技术的光电器件通过将用于分开时钟的光波导板和半导体芯片放在一起进行配置，能够保持设计中的自由度，以处理设计变化并应对以少量生产多个种类的问题。根据本专利技术的光电器件的制造方法通过将用于分开时钟的光波导板和半导体芯片放在一起形成光电器件，利用这种方法能够保持设计中的自由度，以处理设计变化，且通过应对少量生产多个种类的问题而能够制造器件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电器件，包括：发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收所述光；以及形成板状并粘贴到所述半导体芯片的光波导板，其中波导芯的外周覆盖有包层；其中所述光波导板在所述波导芯的 光入射部分被来自所述发光元件的所述光照射；所述光波导板配备有一个或多个Ｔ形支路，且在每个Ｔ形支路处提供垂直开口部分，所述垂直开口部分具有垂直于所述光波导板表面内的方向的垂直内壁，且所述垂直内壁起到镜面的作用，用于将所述光分裂、反射并 导引到两个不同的方向；以及在将所述分裂的光的每一束连接到每一所述光接收部分的位置提供倾斜开口部分，所述倾斜开口部分具有与所述波导芯的光波导方向成倾角的倾斜内壁，且所述倾斜内壁起到镜面的作用，将所述光反射到离开所述光波导板的表面的方向 ，以连接到所述光接收部分。

【技术特征摘要】
JP 2004-7-29 221984/041.一种光电器件，包括发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收所述光；以及形成板状并粘贴到所述半导体芯片的光波导板，其中波导芯的外周覆盖有包层；其中所述光波导板在所述波导芯的光入射部分被来自所述发光元件的所述光照射；所述光波导板配备有一个或多个T形支路，且在每个T形支路处提供垂直开口部分，所述垂直开口部分具有垂直于所述光波导板表面内的方向的垂直内壁，且所述垂直内壁起到镜面的作用，用于将所述光分裂、反射并导引到两个不同的方向；以及在将所述分裂的光的每一束连接到每一所述光接收部分的位置提供倾斜开口部分，所述倾斜开口部分具有与所述波导芯的光波导方向成倾角的倾斜内壁，且所述倾斜内壁起到镜面的作用，将所述光反射到离开所述光波导板的表面的方向，以连接到所述光接收部分。2.如权利要求1所述的光电器件，其中在所述光波导板中，在导引被分裂为两束或多束的光的所有路径上，从所述波导芯的光入射部分的位置到分别将所述光连接到所述光接收部分的位置的距离是相等的。3.如权利要求1所述的光电器件，其中所述倾斜开口部分的所述倾斜内壁相对于所述波导芯的光波导方向具有大约45°的倾角。4.如权利要求1所述的光电器件，其中所述半导体芯片配备有多个所述光接收部分；且在所述光波导板处分裂的所述光连接到各自的所述光接收部分。5.如权利要求1所述的光电器件，包括多个所述半导体芯片；且在所述光波导板处分裂的所述光分别连接到分别提供到所述多个半导体芯片的各自的光接收部分。6.如权利要求5所述的光电器件，其中所述多个半导体芯片的一部分或全部配备有多个光接收部分；且在所述光波导板处分裂的所述光分别连接到所述各自的光接收部分。7.如权利要求1所述的光电器件，其中所述发光元件安装在所述半导体芯片的、粘贴到所述光波导板的一侧的表面上；且来自所述发光元件的光从所述光波导板的侧表面照射所述波导芯。8.如权利要求1所述的光电器件，其中所述半导体芯片粘贴到所述光波导板且所述发光元件安装在插入件上；且来自所述发光元件的光从所述光波导板的侧表面照射所述波导芯。9.如权利要求8所述的光电器件，其中多个所述半导体芯片粘贴到所述光波导板且安装在所述插入件上。10.一种制造光电器件的方法，用于制造这样的光电器件，其包括发光元件，用于发光作为时钟信号；半导体芯片，配备有光接收部分用于接收所述光；以及光波导板，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥洞明彦，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]