[發明專利]半導體封裝結構和其制造方法

在審

• 申請號: 201910628122.8
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN111952294A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 呂美如;陳紀翰;楊宗諭;楊佩蓉
• 申請（專利權）人: 日月光半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L21/768;H01L23/538;G02B6/42
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 蕭輔寬

本公開提供一種半導體模塊，其包含光子集成電路和插座。所述光子集成電路包含襯底、安置于所述襯底上的波導，以及在所述襯底中且具有第一寬度的凹進部分。所述插座接合到所述襯底的頂部表面，且與所述凹進部分對準。所述插座和所述凹進部分共同形成腔，且所述插座具有大于第一寬度的第二寬度。還公開一種用于制造所述半導體模塊的方法。

技術領域

本發明涉及具有光學互連的半導體封裝結構。

背景技術

光學通信產品，包含但不限于光學收發器或光學引擎，是從硅光子技術開發的。挑戰之一是將光學信號從硅光子芯片的波導耦合到光纖。歸因于芯片上的波導(例如硅波導，220nm*450nm)與光纖(例如單模光纖，直徑9微米)之間的大小失配，通常發生光 損失并導致信號衰減。因此，如何將光學信號從波導更好地耦合到光纖，且同時提高生 產通過量并節約成本具有基本的重要性。

發明內容

在一些實施例中，本公開提供一種晶片級半導體封裝結構，其包含具有多個芯片區 域的半導體晶片。所述芯片區域中的一者包含在半導體晶片中且具有第一寬度的凹進部 分；接合到所述半導體晶片的頂部表面且與所述凹進部分對準的插座。所述插座和所述凹進部分共同形成腔，且所述插座具有第二寬度。所述第二寬度大于所述第一寬度。

在一些實施例中，本公開提供一種半導體模塊，其包含光子集成電路和插座。所述光子集成電路包含襯底、安置于所述襯底上的波導，以及在所述襯底中且具有第一寬度 的凹進部分。所述插座接合到所述襯底的頂部表面，且與所述凹進部分對準。所述插座 和所述凹進部分共同形成腔，且所述插座具有大于第一寬度的第二寬度。

在一些實施例中，本公開提供一種用于制造半導體模塊的方法。所述方法包含：(1) 提供具有多個芯片區域的半導體晶片，所述芯片區域中的一者具有波導；(2)在半導體晶 片中形成凹進部分，以及(3)將插座接合到半導體晶片并上覆凹進部分。所述插座和所述 凹進部分共同形成腔，且所述波導暴露于所述腔。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下具體實施方式容易理解本公開的各方面。應注意，各種特征可能未按比例繪制。實際上，為了論述清晰起見，可任意增大或減小各種特征的尺 寸。

圖1說明根據本公開的一些實施例的半導體模塊的俯視圖。

圖2說明根據本公開的一些實施例的半導體晶片的俯視圖和所述半導體晶片上的芯 片區域的放大橫截面圖。

圖3說明根據本公開的一些實施例的沿光學路徑具有光學元件的光學路徑。

圖4說明根據本公開的一些實施例的接合到半導體襯底的插座的透視圖。

圖5A、圖5B、圖5C和圖5D說明根據本公開的一些實施例的插座的各種透視圖。

圖6說明根據本公開的一些實施例的芯片區域和光學互連的透視圖。

圖7A、圖7B、圖7C和圖7D說明根據本公開的一些實施例的插座、套管和底層芯 片區域的橫截面視圖。

圖8A、圖8B、圖8C、圖8D、圖8E、圖8F、圖8G說明根據本公開的一些實施例 的在各種制造操作期間的半導體模塊的橫截面視圖。

圖9A和圖9B說明根據本公開的一些實施例的具有微透鏡陣列的插座和具有光纖陣 列的套管的透視圖。

圖10A說明根據本公開的一些實施例的具有微透鏡陣列的插座、具有光纖陣列的套 管以及底層芯片區域的透視圖。

圖10B、圖10C和圖10D說明根據本公開的一些實施例的具有微透鏡陣列的插座的各種透視圖。

具體實施方式