[发明专利]用于光子管芯中的无源对准的硅凹槽架构和制造工艺

说明书

一种凹槽对准结构包括蚀刻停止材料和蚀刻停止材料之上的基板。一组凹槽沿第一方向处于基板的顶表面中，并且粘合材料处于一组凹槽的底部中。光纤处于一组凹槽中、在粘合材料之上，并且光纤的一部分在基板上方延伸。一组聚合物引导件沿第一方向处于基板的顶表面上，与所述一组凹槽交错。

技术领域

本公开的实施例属于半导体封装领域，并且特别是用于光子管芯中的无源对准的硅凹槽架构和制造工艺。

背景技术

当今的消费电子市场经常要求复杂的功能，该复杂的功能需要非常错综复杂的电路。缩放到越来越小的基本构建块(例如晶体管)已经使得能够随着每一代进步而在单个管芯上并入更错综复杂的电路。半导体封装用于保护集成电路(IC)芯片或管芯，并为管芯提供至外部电路的电接口。随着对较小电子装置的需求不断增加，半导体封装被设计得更加紧凑，并且必须支持更大的电路密度。

例如，半导体封装中的趋势是将光互连移动到封装中以直接与逻辑芯片接口连接以用于提高使用光发射的数据传输速度。光互连可以包括连接到处理器或存储器的光子管芯，该处理器或存储器通过光纤阵列和对应的光连接器或套圈连接到外部部件。一个问题是光互连封装需要低于亚微米的对准精度来将光纤对准到片上光子波导。光纤阵列需要被同时组装以实现大批量组装，这使得满足对准精度要求成为对产量的重大挑战。

附图说明

图1A-1C示出了用于将光互连或光纤连接器集成在光互连半导体封装中的硅V形凹槽结构的示例。

图2A示出了光互连封装的顶视图。

图2B示出了光子管芯的边缘的前部特写视图，其显示了用于将光纤阵列引导并对准到光子管芯中的第一凹槽对准结构的一个实施例。

图2C是没有光纤的第一凹槽对准结构的顶视图，其显示了与一组聚合物引导件交错的一组凹槽是大体上平行的。

图3A和图3B示出了光子管芯的边缘的前部特写视图，其显示了第二凹槽对准结构和第三凹槽对准结构的实施例。

图4A-4D是示出根据第一实施例的用于制造凹槽对准结构的示例性工艺流程的截面图。

图5A-5C是示出根据第二实施例的用于制造凹槽对准结构的示例性工艺流程的截面图。

图6A-6D是示出根据第三实施例的用于制造凹槽对准结构的示例性工艺流程的截面图，其中使用各向同性和各向异性蚀刻的组合。

图7示出了根据本公开的实施例的电子系统的框图。

图8是根据本文公开的一个或多个实施例的可以包括一个或多个凹槽对准结构的集成电路(IC)装置组件的截面侧视图。

图9示出了根据本公开的一种实施方式的计算装置。

具体实施方式

描述了用于光子模块中的无源对准的硅凹槽架构和制造工艺。在以下描述中，阐述了许多具体细节，例如具体材料和工具制度，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他实例中，没有详细描述诸如单或双镶嵌处理的公知特征，以免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解，图中所示的各种实施例是说明性表示并且不一定按比例绘制。在一些情况下，将以最有助于理解本公开的方式将各种操作依次描述为多个分立的操作，然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必然依赖于顺序。特别是，这些操作不需要按照呈现的顺序执行。