[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明涉及光子集成电路领域，其提供了一种半导体装置及其制造方法。所述半导体装置包括EIC芯片和PIC芯片，所述PIC芯片安装在基板上，多个所述EIC芯片设置在单个所述PIC芯片的朝向所述基板的表面上。由此，将半导体装置原本的电子集成电路分成多个子集成电路并形成在多个小的EIC芯片上，然后将多个EIC芯片通过第一键合结构倒装在PIC芯片上，再通过EIC芯片附近的第二键合结构进一步封装在基板上，从而，电信号经由EIC芯片的第一键合结构、PIC芯片上的布线线路以及该EIC芯片附近的第二键合结构即可引出至基板，避免了过长的线路传输，减少了不必要的压降，另外亦可缩短相应电信号的传播时间。

技术领域

本发明涉及光子半导体集成电路领域，更为具体而言，涉及一种半导体装置及其制造方法。

背景技术

近年来，人工智能技术快速发展，其中涉及的某些神经网络算法需要进行大量矩阵运算。目前，已有提出用光子计算进行上述运算，光子计算以光作为信息的载体，通过光学器件/芯片实现光的传输、处理、计算等。

现有的一种实现光子计算系统的方案中，需要对电子集成电路EIC芯片、光子集成电路PIC芯片进行电连接，由于芯片较大，其中起到连接作用的线路较长。由于电阻的存在，电流流经长连接线路后产生电压压降不可忽略并导致额外功耗，压降过多还可能导致系统无法正常工作。此外，在诸如光子计算芯片等应用场景中，为了实现大量数据、信号的传输及电连接，EIC芯片、PIC芯片均具有多个连接凸点，大量连接凸点对应了大量的布线线路，这也进一步导致不必要的电压压降。另外，PIC芯片有时需要与外界具有光耦合，这对半导体装置整体的集成具有很大限制。

发明内容

本发明提供了一种半导体装置及其制造方法，其能够有效抑制电压压降，优化PIC、EIC芯片之间的电连接，优化封装尺寸。

一方面，本发明实施方式提供了一种半导体装置的制造方法，其包括：

提供基板；

提供多个电子集成电路(Electronic Integrated Circuits，EIC)芯片；

提供至少一个光子集成电路(Photonic Integrated Circuits，PIC)芯片，所述PIC芯片具有第一表面，所述至少一个光子集成电路PIC芯片中包括第一PIC芯片；

将多个EIC芯片设置在所述第一PIC芯片的第一表面上；

将设置有多个EIC芯片的第一PIC芯片安装在所述基板上，所述第一PIC芯片的第一表面朝向所述基板。

在本发明的一些实施方式中，提供多个EIC芯片包括：

提供晶圆，在所述晶圆上确定待形成EIC芯片的多个区域，在各区域形成电子集成电路；

对所述晶圆进行减薄处理；

对所述晶圆进行切割，形成多个EIC芯片。

在本发明的一些实施方式中，提供多个EIC芯片包括：

确定所述半导体装置的电子集成电路的总图案，并将所述总图案切分成多个子图案；

提供晶圆；

在所述晶圆上确定待形成EIC芯片的多个区域；

按照所述多个子图案在所述晶圆的多个EIC区域上分别形成子集成电路，并对该晶圆进行减薄处理；

按照所述多个EIC区域切割所述晶圆得到多个EIC芯片，使得所述多个EIC芯片的尺寸小于按照所述总图案形成电子集成电路的EIC芯片的尺寸。

在本发明的一些实施方式中，通过第一键合结构将所述EIC芯片设置在所述PIC芯片的第一表面上。