[发明专利]封装及半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种封装，包括：

封装衬底；

第一层，包括位于所述封装衬底上的电子管芯；及

第二层，包括光子管芯，其中所述第二层结合到所述第一层上使得所述光子管芯结合到所述电子管芯上。

2.根据权利要求1所述的封装，其中所述第一层包括底部管芯，所述底部管芯通过通孔与所述电子管芯分隔开，其中所述通孔在所述第二层与所述封装衬底之间提供电连接。

3.根据权利要求2所述的封装，其中：

所述第二层包括结合到所述底部管芯上的顶部管芯；且

在所述第二层中，所述顶部管芯与所述光子管芯分隔开。

4.根据权利要求3所述的封装，其中：

所述底部管芯包括第一多个组件；

所述顶部管芯包括第二多个组件；

与所述底部管芯中的组件相比，所述顶部管芯中的每个组件具有更高的操作频率、更高的时钟频率、更好的电路区缩放能力或更高的存储速度中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的封装，还包括：

聚合物透镜，贴合到所述第二层中的所述光子管芯且被配置成引导光进出所述光子管芯；及

底座，与所述第一层中的所述电子管芯相邻，其中所述聚合物透镜位于所述底座上。

6.根据权利要求1所述的封装，还包括：

聚合物波导，贴合到所述第二层中的所述光子管芯中的硅波导且被配置成引导光进出所述光子管芯中的所述硅波导，其中沿着所述光的传播方向，所述聚合物波导比所述硅波导宽；及

模具，与所述第一层中的所述电子管芯相邻，其中所述聚合物波导形成在所述模具上。

7.一种半导体器件，包括：

衬底；

第一层，包括位于所述衬底上的多个电子管芯；及

第二层，包括位于所述第一层上的多个光子管芯，其中所述多个光子管芯中的每一者位于所述多个电子管芯中的相应一者上且与所述多个电子管芯中的所述相应一者接触。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括：

多个透镜阵列，所述多个透镜阵列中的每一者包括M个贴合到所述第二层中的所述多个光子管芯中的相应一者的透镜；及

多个光纤阵列，所述多个光纤阵列中的每一者包括M个光纤且贴合到所述多个透镜阵列中的相应一者，其中所述M个光纤中的每一者贴合到所述M个透镜中的相应一者，其中所述M个透镜中的每一者被配置成引导相应的所述光子管芯与相应的所述光纤之间的光传输。

9.根据权利要求7所述的半导体器件，其中：

所述第一层包括底部管芯及多个通孔；

所述多个电子管芯中的每一者通过所述多个通孔中的相应通孔与所述底部管芯分隔开；

所述多个通孔中的每一者在所述第二层与所述衬底之间提供电连接；

所述第二层包括顶部管芯，所述顶部管芯结合到所述底部管芯上；且

所述顶部管芯与所述第二层中的所述多个光子管芯中的每一者分隔开。

10.一种用于形成半导体器件的方法，包括：

形成包括电子管芯的第一层；

形成包括光子管芯的第二层，其中所述电子管芯包括至少一个用于所述光子管芯的驱动器；

将所述第二层结合到所述第一层上以产生结合堆叠，其中所述光子管芯结合到所述电子管芯上；及

使用导电凸块将所述结合堆叠机械贴合且电贴合到封装衬底上，其中所述第一层利用所述导电凸块贴合到所述封装衬底。