具有光学收发器的半导体封装件的制作方法
【专利说明】具有光学收发器的半导体封装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国申请N0.10-2013-0168672的优先权，该申请以引用方式全文并入本文中。
技术领域
[0003]本公开的实施方式涉及半导体封装件，并且更具体地说，涉及具有光学收发器的半导体封装件。
【背景技术】
[0004]随着诸如移动系统的较小电子系统的发展，对能够处理大量数据的半导体封装件的需求越来越多。响应于这种需求，可有必要增加电子系统中使用的半导体器件的集成密度。然而，在增加半导体器件的集成密度方面存在一些限制。近来，已经提出了包括垂直晶体管而非平面晶体管的三维半导体器件，以增加半导体器件的集成密度。然而，在发展三维晶体管方面存在技术困难。
[0005]三维半导体封装件是能够处理大量数据的高性能半导体封装件的有吸引力的备选。例如，已提出包括多个堆叠式半导体器件(还称作半导体芯片)的堆叠封装件，用于处理大量数据。可按照堆叠封装件形式制造高电容半导体封装件。也就是说，可通过堆叠多个半导体芯片制造高电容半导体封装件的每一个。在这种情况下，用于驱动半导体芯片的信号路径的数量可与堆叠式半导体芯片的数量成比例地增加。另外，随着半导体芯片变得尺寸缩小，电子信号路径之间的距离减小，从而互连部分的偏移以及加载在互连部分上的信号之间的干扰导致数据失真。
【发明内容】
[0006]各个实施方式涉及具有光学收发器的半导体封装件、包括该半导体封装件的存储卡和包括该半导体封装件的电子系统。
[0007]根据一些实施方式，一种半导体封装件，所述半导体封装件包括:封装基板；第一半导体基板和第二半导体基板，其堆叠在封装基板上方；以及光学收发器，其产生和接收利用穿过所述第一半导体基板的红外线在所述封装基板与所述第二半导体基板之间行进的光学信号。
[0008]所述光学收发器提供所述第二半导体基板与所述封装基板之间的数据信号路径或提供芯片选择信号路径，通过该芯片选择信号路径发送用于选择所述第一半导体基板和所述第二半导体基板中的所述第二半导体基板的芯片选择信号。
[0009]根据其它实施方式，一种半导体封装件，所述半导体封装件包括:封装基板，其包括第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在所述封装基板上，所述第一半导体基板具有与所述第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在所述第一半导体基板上，所述第二半导体基板具有与所述第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。所述第一半导体基板和所述第二半导体基板横向地错开，以具有台阶结构，使得所述第二辅光学收发器接收利用穿过所述第一半导体基板的红外(IR)线从所述第二主光学收发器输出的光学信号。
[0010]所述半导体封装件还包括:第一穿通电极，其穿透所述第一半导体基板；第二穿通电极，其穿透所述第二半导体基板；以及电极延伸部，其设置在所述第一半导体基板的与所述封装基板相反的第一表面上，将所述第一穿通电极电连接至所述第二穿通电极。
[0011]所述第一穿通电极、所述电极延伸部和所述第二穿通电极在所述第一半导体基板和所述第二半导体基板与所述封装基板之间提供电信号路径、供电路径或接地路径。
[0012]所述第一辅光学收发器设置为邻近所述第一半导体基板的与所述第一表面相反的第二表面。
[0013]根据其它实施方式，一种半导体封装件，所述半导体封装件包括:封装基板，其包括第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在所述封装基板上方，所述第一半导体基板具有与所述第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在所述第一半导体基板上，所述第二半导体基板具有与所述第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。所述第二辅光学收发器接收利用穿过所述第一半导体基板的红外(IR)线从所述第二主光学收发器输出的光学信号。
[0014]所述第二半导体基板堆叠在所述第一半导体基板上，使得所述第二辅光学收发器不与所述第一辅光学收发器垂直地重叠。
[0015]所述第二半导体基板堆叠在所述第一半导体基板上，使得所述第二辅光学收发器与所述第一辅光学收发器垂直地重叠。
[0016]所述半导体封装件还包括:第一穿通电极，其穿透所述第一半导体基板；第二穿通电极，其穿透所述第二半导体基板；以及其中，所述第二穿通电极与所述第一穿通电极垂直对准并且电连接。
[0017]所述第一穿通电极和所述第二穿通电极在所述第一半导体基板和所述第二半导体基板与所述封装基板之间提供电信号路径、供电路径或接地路径。
[0018]所述第二辅光学收发器提供所述第二半导体基板与所述封装基板之间的数据信号路径。
[0019]所述半导体封装件还包括设置在所述第一半导体基板的表面上的互连层，所述互连层具有内部互连结构和层间绝缘结构，其中，所述互连层具有与所述第一辅光学收发器和所述第二辅光学收发器垂直地重叠的窗口。
[0020]根据其它实施方式，一种存储卡，其包括存储器和控制存储器的操作的存储器控制器。存储器包括:封装基板；第一半导体基板和第二半导体基板，其堆叠在封装基板上；以及光学收发器，其产生和接收利用穿过第一半导体基板的红外(IR)线在封装基板与第二半导体基板之间行进的光学信号。
[0021]根据其它实施方式，一种存储卡，其包括存储器和控制存储器的操作的存储器控制器。存储器包括:封装基板，其包括第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在封装基板上，并具有与第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在第一半导体基板上，并具有与第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。第一半导体基板和第二半导体基板横向地错开，以具有台阶结构，使得第二辅光学收发器接收利用穿过第一半导体基板的红外(IR)线从第二主光学收发器输出的光学信号。
[0022]根据其它实施方式，一种存储卡，其包括存储器和控制存储器的操作的存储器控制器。存储器包括:封装基板，其包括第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在封装基板上，该第一半导体基板具有与第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在第一半导体基板上，该第二半导体基板具有与第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。第二辅光学收发器接收利用穿过第一半导体基板的红外(IR)线从第二主光学收发器输出的光学信号。
[0023]根据其它实施方式，一种电子系统，其包括存储器和通过总线与存储器连接的控制器。存储器或者控制器包括:封装基板；第一半导体基板和第二半导体基板，其堆叠在封装基板上；以及光学收发器，其适于产生和接收利用穿过第一半导体基板的红外(IR)线在封装基板与第二半导体基板之间行进的光学信号。
[0024]根据其它实施方式，一种电子系统，其包括存储器和通过总线与存储器连接的控制器。存储器或者控制器包括:封装基板，其包括第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在封装基板上，该第一半导体基板具有与第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在第一半导体基板上，该第二半导体基板具有与第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。第一半导体基板和第二半导体基板横向地错开，以具有台阶结构，使得第二辅光学收发器接收利用穿过第一半导体基板的红外(IR)线从第二主光学收发器输出的光学信号。
[0025]根据其它实施方式，一种电子系统，其包括存储器和通过总线与存储器连接的控制器。存储器或者控制器包括:封装基板，其中横向地设置有第一主光学收发器和第二主光学收发器；第一半导体基板，其安装在封装基板上，该第一半导体基板具有与第一主光学收发器对准的第一辅光学收发器；以及第二半导体基板，其堆叠在第一半导体基板上，该第二半导体基板具有与第二主光学收发器对准的第二辅光学收发器。第二辅光学收发器接收利用