[發明專利]無襯底光電混合集成結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911111229.1
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110828443A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 隗娟;劉豐滿;曹立強
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L21/50;H01S5/062
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種無襯底光電混合集成結構，其特征在于，包括：

硅光芯片，具有光芯片傳輸線層及與該光芯片傳輸線層相連接的引腳，且所述硅光芯片無襯底；

電芯片，倒裝貼裝于所述硅光芯片上，所述電芯片與所述硅光芯片通過一光電芯片互連層電性相連；

塑封層，覆蓋于所述電芯片周圍；

過孔，所述過孔兩端分別連接所述光芯片傳輸線層和表面/底面金屬焊盤；以及

所述表面/底面金屬焊盤，設置于所述硅光芯片和/或所述塑封層的外表面。

2.根據權利要求1所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，還包括：

焊球，所述焊球設置于所述表面/底面金屬焊盤上；和/或

散熱片，設置于所述電芯片表面。

3.根據權利要求1或2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述硅光芯片是調制器芯片或探測器芯片。

4.根據權利要求3所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述硅光芯片包括：

順序連接的埋氧層、頂硅層和二氧化硅包層，且在其內設置有歐姆接觸區域；

光芯片內部過孔，其兩端分別連接硅光芯片的所述歐姆接觸區域和所述光芯片傳輸線層；以及

所述引腳，接入光芯片的電信號。

5.根據權利要求1或2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述電芯片是驅動芯片或跨阻放大器芯片。

6.根據權利要求1或2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述光電芯片互連層為：

所述硅光芯片的引腳與所述電芯片的引腳直接鍵合；

所述硅光芯片的引腳與所述電芯片的引腳通過焊球互連；或

所述電芯片與所述硅光芯片晶圓進行鍵合；或

所述電芯片晶圓與所述硅光芯片晶圓直接鍵合。

7.根據權利要求1或2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述塑封層的高度與所述電芯片平齊，所述塑封層的材料是環氧樹脂、環氧有機硅雜物或有機硅。

8.根據權利要求1或2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述過孔的填充材料為銅，所述過孔設置于所述硅光芯片內部或設置于所述塑封層內部。

9.根據權利要求2所述的無襯底光電混合集成結構，其特征在于，所述焊球是金焊球、銅焊球、錫銀焊球、錫銀銅焊球或錫鉛焊球。

10.一種無襯底光電混合集成結構的制備方法，其特征在于，所述無襯底光電混合集成結構為所述權利要求1至9中任一所述的無襯底光電混合集成結構，其制備方法包括：

準備一硅光芯片，露出其表面引腳；

將一電芯片倒裝貼裝在所述硅光芯片上，通過兩芯片的引腳實現互連；

在所述電芯片周圍覆蓋形成塑封層；

去除所述硅光芯片的硅襯底；

對所述硅光芯片或所述塑封層進行打孔，并在該孔內填充金屬銅，且該孔的深度至所述光芯片傳輸線層；

在該孔的另一端制作表面/底面金屬焊盤；

在所述表面/底面金屬焊盤上制備焊球。