半导体封装及其形成方法与流程

本公开实施例涉及一种半导体封装及其形成方法，特别涉及一种包括光子晶粒、电子晶粒以及微透镜的光子封装及其形成方法。

背景技术：

1、发送和处理电信号(electrical signaling and processing)是一种信号传输和处理技术。近年来，发送和处理光学信号(optical signaling and processing)已被用于越来越多的应用，特别是由于使用光纤相关应用来进行传输信号。

2、发送和处理光学信号通常与发送和处理电信号相结合，以提供成熟的应用。举例而言，光纤可用于长距离信号传输，而电信号可用于短距离信号传输以及处理和控制。因此，产生了整合光学构件(optical components)和电构件(electrical components)的装置，用于光学信号与电信号之间的转换以及光学信号和电信号的处理。因此，封装可以包括光学(光子)晶粒和电子晶粒，光学(光子)晶粒包括光学装置，电子晶粒包括电子装置。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种形成半导体封装的方法。所述方法包括形成第一晶圆，其中第一晶圆包括多个光子晶粒。所述方法包括形成第二晶圆，其中第二晶圆包括多个电子晶粒。所述方法包括在第二晶圆内形成多个微透镜。所述方法包括在形成微透镜之后，将第一晶圆接合到第二晶圆。所述方法包括执行单片化工艺以切割第一晶圆和第二晶圆以形成多个光子封装，其中所述光子封装中的一光子封装包括电子晶粒、接合到电子晶粒的光子晶粒、以及嵌入电子晶粒中的一或多个微透镜。

2、本公开实施例提供一种形成半导体封装的方法。所述方法包括形成第一晶圆，其中第一晶圆包括多个光子晶粒，每个光子晶粒包括第一基板、位于第一基板的顶表面之上的光栅耦合器、以及位于光栅耦合器之上的多个第一介电层。所述方法包括形成第二晶圆，其中第二晶圆包括多个电子晶粒，每个电子晶粒包括第二基板、位于第二基板的顶表面上的电子构件、以及位于电子构件之上的多个第二介电层。所述方法包括直接在第二基板的顶表面上形成多个微透镜。所述方法包括在所述第二介电层中形成多个开口，其中开口与微透镜对齐。所述方法包括用光学材料填充物填充所述开口。所述方法包括在形成微透镜和光学材料填充物之后，将第一晶圆接合到第二晶圆。所述方法包括执行单片化工艺以切割第一晶圆和第二晶圆以形成多个光子封装，其中所述光子封装中的一光子封装包括电子晶粒、接合到电子晶粒的光子晶粒、以及嵌入电子晶粒中的微透镜和对应的光学材料填充物，其中微透镜与光栅耦合器对齐。

3、本公开实施例提供一种半导体封装，包括光子晶粒以及电子晶粒。光子晶粒包括第一重分布结构、光学层以及第一接合层，光学层位于第一重分布结构的第一侧之上，其中光学层包括一光栅合器，第一接合层位于与第一重分布结构的第一侧相对的第一重分布结构的第二侧之上。电子晶粒包括主动构件、第二重分布结构、第二接合层、微透镜以及光学材料填充物，第二重分布结构位于主动构件之上，第二接合层位于第二重分布结构之上并与光子晶粒的第一接合层直接接触，微透镜位于主动构件旁边并与光栅耦合器对齐，光学材料填充物位于微透镜之上、延伸穿过第二接合层和第二重分布结构并与微透镜对齐。

技术特征：

1.一种形成半导体封装的方法，包括：

2.如权利要求1所述的形成半导体封装的方法，其中形成该第二晶圆包括：

3.如权利要求2所述的形成半导体封装的方法，其中形成该些微透镜包括：

4.如权利要求2所述的形成半导体封装的方法，其中在形成该些电子构件之前，使用一蚀刻工艺将该些微透镜形成在该基板的该顶表面上。

5.如权利要求2所述的形成半导体封装的方法，其中形成该些微透镜包括：

6.一种形成半导体封装的方法，包括：

7.如权利要求6所述的形成半导体封装的方法，其中该些光学材料填充物进一步延伸至该些微透镜与该基板的该顶表面之间的空间中。

8.如权利要求6所述的形成半导体封装的方法，其中该光学材料填充物通过该些第二介电层与该光子封装的一侧壁间隔开。

9.如权利要求6所述的形成半导体封装的方法，其中多个第一接合垫形成在该些第一介电层中的一最顶部第一介电层中并从该最顶部第一介电层暴露，且多个第二接合垫形成在该些第二介电层中的一最顶部第二介电层中并从该最顶部第二介电层暴露，且

10.一种半导体封装，包括：

技术总结
本公开实施例提供一种形成半导体封装的方法。所述方法包括形成包括多个光子晶粒的第一晶圆。所述方法包括形成包括多个电子晶粒的第二晶圆。所述方法包括在第二晶圆内形成微透镜。所述方法包括在形成微透镜之后将第一晶圆接合到第二晶圆。所述方法还包括执行单片化工艺以切割第一晶圆及第二晶圆以形成多个光子封装，其中光子封装之一者包括电子晶粒、接合到电子晶粒的光子晶粒、以及嵌入电子晶粒中的一或多个微透镜。

技术研发人员：王伟民,陈承,尤志豪,戴世芃
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4