[發明專利]封裝器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202110314548.3
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113517204A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 陳憲偉;陳明發
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L25/16
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

封裝器件包括其中具有光學部件的光學IC。包括嵌入在相應的介電材料層內的導電部件層的互連結構覆蓋在光學部件上。對該互連結構進行圖案化以從光學部件上方去除該互連結構，并且在該光學部件上方形成相對于所需光波長具有光學中性性能的介電材料。一個或多個電子IC可以接合到光學IC以形成集成封裝件。本申請的實施例還涉及形成封裝器件的方法。

技術領域

本申請的實施例涉及封裝器件及其形成方法。

背景技術

光子集成電路(IC)也稱為光子管芯或光子芯片，或光子集成電路或管芯或芯片，以與常規集成器件傳輸、接收和/或處理電信號的方式幾乎相同的方式傳輸、接收和/或處理光信號。由于光信號在傳輸速度和信息密度方面具有優勢，因此光子IC在某些應用(例如電信、計算等)中變得越來越受歡迎。但是，其他功能可以通過常規電子IC更好地執行(或至少令人滿意地執行或更便宜地執行)。特別希望將電子IC和光子IC都接合到包括集成封裝的集成系統中。但是，這些集成系統和程序包引起了必須解決和克服的新問題。本發明提供了針對這樣的問題的解決方案-即確保用于將光信號傳輸到包括光學IC的集成封裝件中、從集成封裝件中輸出或在集成封裝件中傳輸的足夠的光路。

發明內容

本申請的一些實施例提供了一種形成封裝器件的方法，包括：在第一集成電路管芯上形成光學部件；形成覆蓋在所述第一集成電路管芯上的互連結構，所述互連結構包括多個堆疊的材料，其中，所述互連結構在延伸到所述光學部件的光路上施加第一程度的光學干涉；將第二集成電路管芯接合到所述第一集成電路管芯；去除所述互連結構的部分，從而在覆蓋在所述光學部件上的所述互連結構中形成間隙；以及用間隙填充材料填充所述間隙，所述間隙填充材料在所述光路上施加小于所述第一程度的光學干涉的第二程度的光學干涉。

本申請的另一些實施例提供了一種形成封裝器件的方法，包括：在第一集成電路管芯上形成光學部件；形成覆蓋在所述第一集成電路管芯上的互連結構，所述互連結構包括多個堆疊的介電層，其中，在相應的所述堆疊的介電層之間存在光學界面；將第二集成電路管芯接合到所述第一集成電路管芯；通過去除所述互連結構的覆蓋在所述光學部件上的部分來形成覆蓋在所述光學部件上的間隙；以及用間隙填充材料填充所述間隙，沒有光學界面的所述間隙填充材料距所述光學部件的高度至少與距所述互連結構的最頂面一樣高。

本申請的又一些實施例提供了一種封裝器件，包括：光學集成電路，包括：絕緣體襯底上的硅；襯底通孔(TSV)，延伸穿過所述絕緣體襯底的背面；光學部件，形成在所述絕緣體襯底的頂面處；以及互連結構，形成在所述絕緣體襯底的頂面上方，所述互連結構提供到所述光學集成電路的電子組件的電連接；電子集成電路，通過接合界面接合至所述光學集成電路，所述接合界面包括熔接至第二介電層的第一介電層和金屬對金屬的接合到第二金屬焊盤的第一金屬焊盤；以及光路結構，與所述光學部件對準，所述光路結構包括延伸到所述器件的最頂面的介電材料、所述光路結構的組成部分，所述光路結構的組成部分延伸穿過所述互連結構和所述第一介電層并且沒有從所述第一介電層的頂面到底表面到所述互連結構的光學界面。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，根據以下詳細描述可以最好地理解本發明的各個方面。注意的是，根據行業中的標準實踐，各種部件未按比例繪制。實際上，為了論述的清楚，各種部件的尺寸可以任意增加或減小。

圖1示出了根據一些實施例的封裝器件的截面圖。

圖2A至圖2C和圖3A至圖3B以截面圖示出了根據一些實施例使用的示例性光子IC。

圖4A至圖4G示出了根據一些實施例的在制造封裝器件中的中間步驟。

圖5A至圖5F示出了根據其他實施例的制造封裝器件的中間步驟。

圖6A至圖6D示出了根據附加的實施例的在封裝器件的制造中的中間步驟。

圖7以流程圖形式示出了示例性方法。

具體實施方式