【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光互连，特别涉及一种片上光互连结构及其制作方法。
技术介绍
1、随着带宽的数据处理和通信，数据中心和高性能计算机的不断增长的需求必须不断提高自己的能力和表现。该增强数据处理性能应该伴随着功耗的减少以及较低的制造成本。硅光子可能是最有前途的技术，例如，可以在通过波分复用(wdm)使得多个信道并行，从而实现高带宽链路。
2、目前现有的光互连技术，通常指的是芯片上的互连，即基于单颗芯片内的光互连；对于光互连技术而言，芯片的尺寸越大，其优势越明显。但是，由于受晶圆代工工厂的限制，芯片尺寸(包括硅光子芯片)设有上限，暂无成熟工艺或者成熟代工厂提供单颗芯片尺寸不受限制的硅光子芯片，故导致该光互连的技术应用受到限制，无法充分发挥该技术的潜能。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种片上光互连结构及其制作方法，以解决现有片上光互连技术受限于单颗光子集成电路芯片的尺寸限制的问题。
2、本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
3、根据本专利技术的一方面，提供一种片上光互连结构，包括：
4、半导体晶片，所述半导体晶片包括多个第一光子集成电路芯片，每个所述第一光子集成电路芯片具有相对的第一表面和第二表面，其中，每个所述第一光子集成电路芯片包括多个第一光波导；
5、多个第二光子集成电路芯片，每个所述第二光子集成电路芯片包括多个第二光波导，每个所述第二光子集成电路芯片固定于相邻的两个所述第一光子集成电路芯
6、其中，相邻的两个所述第一光子集成电路芯片通过固定于该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上的所述第二光子集成电路芯片进行光互连。
7、进一步地，所述多个第二光子集成电路芯片是无源光子集成电路芯片。
8、进一步地，针对进行光互连的相邻的两个所述第一光子集成电路芯片，该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述多个第一光波导与固定于该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上的所述第二光子集成电路芯片的所述多个第二光波导一一对应，以将该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片进行光互连。
9、可选地，在所述半导体晶片的厚度方向上，该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述多个第一光波导的端部的投影与固定于该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上的每个所述第二光子集成电路芯片的所述多个第二光波导的端部的投影以一一对应的方式交叠。
10、可选地，针对进行光互连的相邻的两个所述第一光子集成电路芯片，在该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述第一表面上靠近该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片在所述半导体晶片上对应的区域边界各设置有至少一个光束重定向元件，其中，每个所述光束重定向元件用于改变光束的方向以进入每个所述第一光波导和/或每个所述第二光波导中；针对固定于该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上的所述第二光子集成电路芯片，在平行该第二光子集成电路芯片所在平面的方向上，在该第二光子集成电路芯片的所述多个第二光波导的两侧均设置有一组光栅耦合器，每组所述光栅耦合器分别与该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述多个第一光波导一一对应并且用于光耦合，其中，每组所述光栅耦合器包括至少一个光栅耦合器元件；其中，相邻的两个所述第一光子集成电路芯片通过所述光束重定向元件、两组光栅耦合器以及所述多个第二光波导进行光互连。
11、进一步地，每个所述第一光子集成电路芯片包括多个金属连接柱，并且所述金属连接柱的一侧表面从每个所述第一光子集成电路芯片的所述第一表面露出。
12、进一步地，所述片上光互连结构还包括固定于至少一个所述第一光子集成电路芯片的所述第一表面上的至少一个电子集成电路芯片。
13、进一步地，在所述半导体晶片的所述第一表面上设置有多个光耦合区，每个所述光耦合区内设置有光耦合接口。
14、进一步地，所述片上光互连结构还包括多个伪芯片，所述多个伪芯片一一对应固定于所述半导体晶片的所述第一表面上的所述多个光耦合区上，其中，每个所述伪芯片具有上下开口的空腔，所述空腔的开口面对所述光耦合接口并覆盖所述光耦合接口。
15、进一步地，所述片上光互连结构还包括塑封层，所述塑封层覆盖在所述半导体晶片的所述第一表面上，并且包覆所述多个伪芯片的侧面、至少一个电子集成电路芯片的侧面以及所述多个第二光子集成电路芯片。
16、进一步地，所述片上光互连结构还包括多个导光结构，所述多个导光结构与所述多个伪芯片一一对应，其中，每个所述导光结构穿过每个所述伪芯片的所述空腔，以将光信号耦合至对应的所述光耦合接口。
17、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种片上光互连结构的制作方法，所述方法包括：
18、提供半导体晶片，所述半导体晶片包括多个第一光子集成电路芯片，每个所述第一光子集成电路芯片具有相对的第一表面和第二表面，其中，每个所述第一光子集成电路芯片包括多个第一光波导；
19、提供多个第二光子集成电路芯片，每个所述第二光子集成电路芯片包括多个第二光波导，将每个所述第二光子集成电路芯片固定在相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上并覆盖相邻的两个所述第一光子集成电路芯片在所述半导体晶片上对应的区域边界；
20、其中，针对进行光互连的相邻的两个所述第一光子集成电路芯片，将每个所述第二光子集成电路芯片的所述多个第二光波导与该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述多个第一光波导进行一一对准，以将该相邻的两个所述光子集成电路芯片进行光互连。
21、进一步地，所述方法还包括：将每个所述第二光子集成电路芯片以背面贴装的方式固定在相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上并覆盖相邻的两个所述第一光子集成电路芯片在所述半导体晶片上对应的区域边界；或者
22、去除每个所述第二光子集成电路芯片的底部半导体层，将已去除底部半导体层的每个所述第二光子集成电路芯片以正面贴装的方式固定在相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上并覆盖相邻的两个所述第一光子集成电路芯片在所述半导体晶片上对应的区域边界。
23、可选地，所述方法还包括：在所述半导体晶片的厚度方向上，将该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述多个第一光波导的端部的投影与固定于该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的部分所述第一表面上的每个所述第二光子集成电路芯片的所述多个第二光波导的端部的投影以一一对应的方式交叠，以通过绝热耦合的方式将相邻的两个所述第一光子集成电路芯片进行光互连。
24、可选地，所述方法还包括：在该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片的所述第一表面上靠近该相邻的两个所述第一光子集成电路芯片在所述半导体晶片上对应的区域边界各放置有至少一个光束本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种片上光互连结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
3.如权利要求2所述的片上光互连结构，其特征在于，
4.如权利要求3所述的片上光互连结构，其特征在于，
5.如权利要求2所述的片上光互连结构，其特征在于，
6.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
7.如权利要求6所述的片上光互连结构，其特征在于，
8.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
9.如权利要求8所述的片上光互连结构，其特征在于，
10.如权利要求9所述的片上光互连结构，其特征在于，
11.如权利要求10所述的片上光互连结构，其特征在于，
12.一种片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
13.如权利要求12所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.如权利要求13所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
15.如权利要求13所述的片
16.如权利要求12所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
17.如权利要求16所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
18.如权利要求17所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
19.如权利要求18所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
20.如权利要求19所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
21.如权利要求20所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
22.如权利要求21所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
23.如权利要求22所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种片上光互连结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
3.如权利要求2所述的片上光互连结构，其特征在于，
4.如权利要求3所述的片上光互连结构，其特征在于，
5.如权利要求2所述的片上光互连结构，其特征在于，
6.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
7.如权利要求6所述的片上光互连结构，其特征在于，
8.如权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，
9.如权利要求8所述的片上光互连结构，其特征在于，
10.如权利要求9所述的片上光互连结构，其特征在于，
11.如权利要求10所述的片上光互连结构，其特征在于，
12.一种片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
13.如权利要求12所述的片上光互连结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.如权利要求13所述的片...
【专利技术属性】
技术研发人员：江卢山，孟怀宇，沈亦晨，
申请(专利权)人：上海曦智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。