半导体封装件及其形成方法技术

本发明专利技术的实施例提供了半导体封装件及其形成方法。该半导体封装件包括具有第一衬底的第一中介层、在第一衬底的第一侧上方的第一再分布结构、以及在第一再分布结构上方并且靠近第一中介层的第一侧的第一波导，其中第一再分布结构位于第一衬底与第一波导之间。半导体封装件还包括附接到第一中介层的第一侧的光子封装件，其中光子封装件包括：电子管芯，以及具有多个介电层和在多个介电层中的一个中的第二波导的光子管芯，其中光子管芯的第一侧附接到电子管芯，并且光子管芯的相对的第二侧附接到第一中介层的第一侧，其中第二波导靠近光子管芯的第二侧。管芯的第二侧。管芯的第二侧。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装件及其形成方法


[0001]本专利技术的实施例涉及半导体封装件及其形成方法。

技术介绍

[0002]用电发送信号和处理是用于信号传输和处理的一种技术。近年来，用光发送信号和处理已经在越来越多的应用中使用，特别是由于用于信号传输的光纤相关应用的使用。
[0003]用光发送信号和处理通常与用电发送信号和处理相结合，以提供全面发展的应用。例如，光纤可以用于远程信号传输，并且电信号可以用于短程信号传输以及处理和控制。因此，形成了集成光学组件和电子组件的器件以进行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，封装件可以包括包含光学器件的光学(光子)管芯和包含电子器件的电子管芯二者。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种半导体封装件，包括第一中介层和附接到第一中介层的第一侧的光子封装件，第一中介层包括：第一衬底；第一再分布结构，位于第一衬底的第一侧上方；和一波导，位于第一再分布结构上方并且靠近第一中介层的第一侧，其中，第一再分布结构位于第一衬底和第一波导之间；光子封装件包括：电子管芯；光子管芯，包括多个介电层和位于多个介电层中的一个中的第二波导，其中，光子管芯的第一侧附接到电子管芯，并且相对的光子管芯的第二侧附接到第一中介层的第一侧，其中，第二波导靠近光子管芯的第二侧。
[0005]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种半导体封装件，包括中介层和附接到中介层的第一侧的光子封装件，中介层包括：衬底；第一再分布结构，位于衬底的第一侧上方；第一波导，位于第一再分布结构上方；和介电层，位于第一波导上方；光子封装件包括：电子管芯；光子管芯，其中，光子管芯的第一侧附接到中介层的介电层，并且光子管芯的第二侧附接到电子管芯，其中，光子管芯包括：第二再分布结构，附接到电子管芯；多个介电层，位于第二再分布结构与中介层之间；第二波导，位于多个介电层中靠近中介层，其中，第二波导光学耦合到第一波导；通孔，位于多个介电层中，其中，通孔将第二再分布结构电耦合到第一再分布结构。
[0006]根据本专利技术实施例的又一个方面，提供了一种形成半导体封装件的方法，该方法包括：将光子封装件附接到中介层的第一侧，其中，中介层包括第一衬底、位于第一衬底的第一侧上方的第一再分配结构以及位于第一再分配结构上方并且靠近中介层的第一侧的第一波导，其中，光子封装件包括电子管芯和光子管芯，光子管芯包括多个介电层和位于多个介电层中的第二波导，其中，光子管芯的第一侧附接到电子管芯，并且相对的光子管芯的第二侧附接到中介层的第一侧，其中，第二波导靠近光子管芯的第二侧并且光学耦合到第一波导；将激光二极管附接到中介层的第一侧，其中，激光二极管光学耦合到第一波导；以及在激光二极管和光子封装件周围的中介层的第一侧上方形成模塑料。
附图说明
[0007]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。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。
[0008]图1至图17示出了根据实施例的在制造的各个阶段的光子封装件的截面图。
[0009]图18示出了根据另一实施例的光子封装件的截面图。
[0010]图19至图22示出了根据实施例的在制造的各个阶段的具有波导的中介层的截面图。
[0011]图23示出了根据实施例的具有多层波导的中介层的截面图。
[0012]图24示出了根据实施例的具有波导和有机衬底的中介层的截面图。
[0013]图25A至图25D示出了根据实施例的半导体封装件的各种视图(例如，截面图、平面图)。
[0014]图26示出了根据实施例的半导体封装件的截面图。
[0015]图27示出了根据另一实施例的半导体封装件的截面图。
[0016]图28示出了根据另一实施例的半导体封装件的截面图。
[0017]图29示出了根据另一实施例的半导体封装件的截面图。
[0018]图30示出了根据又一实施例的半导体封装件的截面图。
[0019]图31示出了根据实施例的光学局部硅互连件(OLSI)的截面图。
[0020]图32示出了根据实施例的局部硅互连件(LSI)的截面图。
[0021]图33示出了根据实施例的半导体封装件的截面图。
[0022]图34示出了根据实施例的形成半导体封装件的方法。
具体实施方式
[0023]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不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，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附加的部件，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，本专利技术可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0024]此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等的间隔关系术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，间隔关系术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的间隔关系描述符可以同样地作相应地解释。
[0025]在本公开中，具有嵌入式波导(例如，氮化物波导)的中介层为电信号和光信号提供路由，并用作将不同类型的器件(诸如III
‑
V器件、光子封装件/器件和只具有电子管芯的器件)集成到半导体封装件中的平台。相对于仅提供半导体封装件内的不同器件之间的电信号路由的半导体封装件，半导体封装件的各种实施例提供了功率增强和性能增强。所公
开的中介层允许在半导体封装件中使用高效的边缘安装光纤和/或垂直安装光纤以与外部器件通信，并允许极大的设计灵活性。在一些实施例中，一个或多个波导被集成(例如，嵌入)在衬底上晶圆上芯片(CoWoS)封装件的硅中介层中，并且光子管芯设置在硅中介层上的集成电路管芯和/或存储器堆叠器件旁边。
[0026]图1至图17示出了根据实施例的在制造的各个阶段的光子封装件100的截面图。光子封装件100(也称为光学引擎)可以是半导体封装件(例如，下文参考图25A等描述的半导体封装件500)的部分。在一些实施例中，光子封装件100在半导体封装件中提供光信号和电信号之间的输入/输出(I/O)接口。在一些实施例中，光子封装件100为光子封装件100内的组件(例如，光子器件、集成电路、与外部光纤的耦合等)之间的信号通信提供光学网络。
[0027]首先转向图1，根据一些实施例，提供了掩埋氧化物(“BOX”)衬底102。BOX衬底102包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装件，包括：第一中介层，所述第一中介层包括：第一衬底；第一再分布结构，位于所述第一衬底的第一侧上方；和第一波导，位于所述第一再分布结构上方并且靠近所述第一中介层的第一侧，其中，所述第一再分布结构位于所述第一衬底和所述第一波导之间；以及光子封装件，附接到所述第一中介层的所述第一侧，其中，所述光子封装件包括：电子管芯；和光子管芯，包括多个介电层和位于所述多个介电层中的一个中的第二波导，其中，所述光子管芯的第一侧附接到所述电子管芯，并且相对的所述光子管芯的第二侧附接到所述第一中介层的所述第一侧，其中，所述第二波导靠近所述光子管芯的所述第二侧。2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第一中介层的所述第一波导光学耦合到所述光子管芯的所述第二波导。3.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述第一中介层还包括位于所述第一波导上方的介电层，其中，所述第一波导位于所述介电层与所述第一再分布结构之间，其中，所述介电层的折射率低于所述第一波导的折射率。4.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述光子管芯还包括：第二再分布结构，位于所述多个介电层与所述电子管芯之间，其中，所述第二再分布结构电耦合到所述电子管芯；第三波导，位于所述多个介电层中最靠近所述第二再分布结构的最顶部介电层中，其中，所述第三波导光学耦合到所述第二波导；光子器件，位于所述最顶部介电层中并且光学耦合到所述第三波导，其中，所述光子器件电耦合到所述第二再分布结构；以及导电通孔，位于所述多个介电层中并且电耦合到所述第二再分布结构。5.根据权利要求4所述的半导体封装件，其中，所述第一波导和所述第二波导是氮化物波导，并且所述第三波导是硅波导。6.根据权利要求4所述的半导体封装件，其中，所述光子管芯还包括位于所述多个介电层中并且设置在所述第二波导和所述第三波导之间的第四波导，其中，所述第三波导通过所述第四波导光学耦合到所述第二波导。7.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，所述光子封装件还包括：支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振华，夏兴国，
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：