半导体封装结构的制作方法

本技术涉及半导体封装，具体涉及一种半导体封装结构。

背景技术：

1、硅光子(silicon-photonics)封装结构因为有着高速传输、低功耗等特点，而具有相当潜力的应用场景，可应用在光通讯相关领域，比如服务器，激光雷达(l idar)等。硅光子结构中可能包括不同光子芯片(pic，photonic integrated circuit chip)，且不同硅光子芯片一般为水平并排(side by side)设置，且不同硅光子芯片之间需要传输光信号，目前已有一种方式是用光纤(fiber)在水平并排设置的不同光子芯片之间做桥接，还有一种方式是在硅光子封装结构的基板上涂布聚合物波导(polymer waveguide)，以实现在水平并排设置的不同光子芯片间的光信号传输。硅光子芯片水平并排设置使得硅光子结构占用面积较大，光信号传输路径较长，且当硅光子芯片数量较多时，若采用光纤进行桥接将导致光纤布置复杂，增加制作难度。而在基板上涂布聚合物波导的方式良率较低。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种半导体封装结构，包括：相邻设置的第一光子芯片和第二光子芯片，所述第一光子芯片和所述第二光子芯片的应用波长不同；集成波导桥接结构，设置于所述第一光子芯片和所述第二光子芯片之间，用于传输光信号且分别与所述第一光子芯片和所述第二光子芯片光耦合。

2、在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括设置于所述集成波导桥接结构与所述第一光子芯片间的第一光连接件和第二光连接件，及设置于所述集成波导桥接结构与所述第二光子芯片间的第三光连接件和第四光连接件，所述第一光连接件和所述第二光连接件的直径或距离与第三光连接件和第四光连接件的直径或距离不同。

3、在一些可选的实施方式中，所述集成波导桥接结构具有光连接所述第一光子芯片的第一波导层。

4、在一些可选的实施方式中，所述集成波导桥接结构还具有相反于所述第一波导层的第二波导层，以及光连接所述第一波导层和所述第二波导层的桥接硅通孔。

5、在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括：第三光子芯片，设置于所述第二光子芯片上方，且与所述第一光子芯片并排设置。

6、在一些可选的实施方式中，所述集成波导桥接结构还包括：第三波导层，光连接所述第一光子芯片和所述第三光子芯片。

7、在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括第一光纤阵列单元，第一光子芯片具有第一光连接区域和第二光连接区域，所述第一光连接区域光连接所述集成波导桥接结构，所述第二光连接区域光连接所述第一光纤阵列单元。

8、在一些可选的实施方式中，所述集成波导桥接结构与所述第一光纤阵列单元的应用波长不同。

9、在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括光连接所述第三光子芯片和所述集成波导桥接结构的光纤。

10、在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括设置于所述第二光子芯片远离所述集成波导桥接结构的表面的基板，所述基板具有基板内波导，所述集成波导桥接结构通过所述基板内波导光连接所述第二光子芯片。

11、如前文所述，现有硅光子封装结构中硅光子芯片水平并排设置所导致的占用面积较大，光信号传输路径较长的问题，本实用新型提出了一种半导体封装结构，包括：相邻设置的第一光子芯片和第二光子芯片，第一光子芯片和第二光子芯片的应用波长不同；集成波导桥接结构，设置于第一光子芯片和第二光子芯片之间，用于传输光信号且分别与第一光子芯片和第二光子芯片光耦合。即，通过采用集成波导桥接结构桥接应用不同波长光信号的第一光子芯片和第二光子芯片，相对于利用光纤桥接可缩短光信号传输路径，而相对在基板上涂布聚合物波导则可以根据实际产品需要自由组装，即灵活度更高，且良率更高，更适合于封装场景。尤其，当所要桥接的两个光子芯片应用的光信号波长不同时，采用提前封装好的集成波导桥接结构进行桥接可减少制程复杂度，提高产品良率。

技术特征：

1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括设置于所述集成波导桥接结构与所述第一光子芯片间的第一光连接件和第二光连接件，及设置于所述集成波导桥接结构与所述第二光子芯片间的第三光连接件和第四光连接件，所述第一光连接件和所述第二光连接件的直径或距离与第三光连接件和第四光连接件的直径或距离不同。

3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述集成波导桥接结构具有光连接所述第一光子芯片的第一波导层。

4.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，所述集成波导桥接结构还具有相反于所述第一波导层的第二波导层，以及光连接所述第一波导层和所述第二波导层的桥接硅通孔。

5.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括：

6.根据权利要求5所述的半导体封装结构，其特征在于，所述集成波导桥接结构还包括：

7.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括第一光纤阵列单元，第一光子芯片具有第一光连接区域和第二光连接区域，所述第一光连接区域光连接所述集成波导桥接结构，所述第二光连接区域光连接所述第一光纤阵列单元。

8.根据权利要求7所述的半导体封装结构，其特征在于，所述集成波导桥接结构与所述第一光纤阵列单元的应用波长不同。

9.根据权利要求5所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括光连接所述第三光子芯片和所述集成波导桥接结构的光纤。

10.根据权利要求9所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括设置于所述第二光子芯片远离所述集成波导桥接结构的表面的基板，所述基板具有基板内波导，所述集成波导桥接结构通过所述基板内波导光连接所述第二光子芯片。

技术总结
本技术提出了一种半导体封装结构，包括：相邻设置的第一光子芯片和第二光子芯片，第一光子芯片和第二光子芯片的应用波长不同；集成波导桥接结构，设置于第一光子芯片和第二光子芯片之间，用于传输光信号且分别与第一光子芯片和第二光子芯片光耦合。即，通过采用集成波导桥接结构桥接应用不同波长光信号的第一光子芯片和第二光子芯片，相对于利用光纤桥接可缩短光信号传输路径，而相对在基板上涂布聚合物波导则可以根据实际产品需要自由组装，灵活度和良率皆更高。尤其，当所要桥接的两个光子芯片应用的光信号波长不同时，采用提前封装好的集成波导桥接结构进行桥接可减少制程复杂度，提高产品良率。

技术研发人员：张育勋,林桎苇
受保护的技术使用者：日月光半导体制造股份有限公司
技术研发日：20230222
技术公布日：2024/1/12