半导体封装的制作方法

本发明实施例涉及一种半导体封装。

背景技术：

光学信号可用于两个装置之间的高速且安全的数据传输。在一些应用中，能够进行光学数据传输的装置包括具有用于传输及/或接收光学信号的激光管芯(laserdie)的至少一个集成电路(integratedcircuit，ic)(或“芯片”)。此外，装置通常具有一个或多个其他光学组件或电组件、用于传输光学信号的波导(waveguide)、及例如印刷电路板(printedcircuitboard)的衬底等支撑件(support)，所述支撑件上安装有配备有激光管芯及所述一个或多个其他组件的芯片。已研究出用于在衬底上安装配备有激光管芯的芯片的各种方式。

技术实现要素：

根据本发明的实施例，一种半导体封装包括封装衬底、光子集成电路、激光管芯、电子集成电路、及第一重布线结构。所述封装衬底包括连接件。所述光子集成电路设置在所述封装衬底之上。所述激光管芯在光学上耦合到所述光子集成电路。所述电子集成电路设置在所述封装衬底之上。所述第一重布线结构设置在所述封装衬底之上，其中所述电子集成电路通过所述第一重布线结构电连接到所述光子集成电路。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1a到图1d是根据本发明一些示例性实施例的光子集成电路(photonicintegratedcircuit)(“pic”)的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图2a到图2d是根据本发明一些示例性实施例的光子集成电路的制造方法中的各种阶段的示意性俯视图。

图3a到图3f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图4a到图4f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图5a到图5d是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图6a到图6f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图7a到图7d是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

图8a到图8f是根据本发明一些示例性实施例的在半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

另外，为易于说明，本文中可能使用例如“第一(first)”、“第二(second)”、“第三(third)”、“第四(fourth)”等用语来阐述与图中所示者相似或不同的一个或多个元件或特征，且可根据呈现次序或本说明的上下文来可互换地使用所述用语。

还可包括其他特征及工艺。举例来说，可包括测试结构，以帮助对三维(3d)封装或三维集成电路(3dic)装置进行验证测试。测试结构可包括例如在重布线层中或衬底上形成的测试垫，所述测试垫使得能够对三维封装或三维集成电路进行测试、对探针(probe)及/或探针卡(probecard)进行使用等。可对中间结构及最终结构执行验证测试。另外，本文中所公开的结构及方法可结合包括对已知良好管芯的中间验证的测试方法一起使用，以提高良率(yield)及降低成本。

图1a到图1d是根据本发明一些示例性实施例的光子集成电路(“pic”)的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图2a到图2d是根据本发明一些示例性实施例的光子集成电路的制造方法中的各种阶段的示意性俯视图。

参照图1a及图2a，在衬底102之上形成光学调制器(opticalmodulator)110及波导112。在一些实施例中，衬底102是块状硅衬底(bulksiliconsubstrate)，然而，可使用其他衬底材料来适应具体情况。在一些实施例中，在衬底102之上形成隐埋氧化物层(buriedoxidelayer)104以形成绝缘体上硅(silicononinsulator，soi)结构，且在隐埋氧化物层104之上形成光学调制器110及波导112。在一些实施例中，在波导112之间设置包覆层(claddinglayer)106。在一些实施例中，光学调制器110及波导112的材料为硅、sion、或其他适合的材料。在一些实施例中，举例来说，光学调制器110与波导112并排设置在衬底102之上，且光学调制器110被设置成与衬底102的边缘相邻。

参照图1b及图2b，在衬底102之上形成通孔(via)116。在一些实施例中，通孔116的材料可为金属，例如铝、铜、金、其组合、或其他适合的材料。

接着，在衬底102之上形成保护层118，在保护层118中设置通孔116，且在波导112之上设置保护层118。在一些实施例中，保护层118的材料为氧化硅、氮化硅、例如经碳掺杂的氧化物等低介电常数介电材料(low-kdielectricmaterial)、例如经多孔碳掺杂的二氧化硅等超低介电常数介电材料(extremelylow-kdielectricmaterial)、其组合、或其他适合的材料。在一些实施例中，形成保护层118的方法包括沉积工艺，例如化学气相沉积工艺(chemicalvapordepositionprocess)或其他适合的沉积工艺。

参照图1c及图2c，将保护层118图案化以在保护层118的边缘处形成开口118a。在一些实施例中，开口118a暴露出波导112的与光学调制器110相对地设置且与光学调制器110远离的一部分。在一些实施例中，在保护层118中界定开口118a以使得激光管芯能够传输及/或接收光学信号。形成开口118a的方法包括蚀刻工艺(etchprocess)。

参照图1d及图2d，接着，在开口118a中形成光学介质波导(opticaldielectricwaveguide)122，以形成光子集成电路130。在一些实施例中，光学介质波导122的材料包括例如旋涂玻璃(spin-onglass，sog)等玻璃、硅、氧化硅、光刻胶、环氧树脂(epoxy)、例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚氨酯(polyurethane)或聚酰亚胺(polyimide)等光学聚合物、及其他适合的光学介质材料。在一些实施例中，光学介质波导122的顶表面122a与保护层118的顶表面118b共面。

在一些实施例中，光子集成电路130被配置成处理、接收、及/或传输光学信号。因此，在一些应用中，光子集成电路130也被称作光学芯片。光学信号是展现出能够由光子来建模的特性的电磁信号且所述光学信号不同于作为由例如电子、电洞或离子等电荷所载送的信号的电信号。在替代性实施例中，光子集成电路130进一步包括一个或多个有源组件及/或无源组件，所述一个或多个有源组件及/或无源组件被配置成处理、接收、及/或传输通过激光管芯转换成光学信号的电信号/通过激光管芯从光学信号转换而成的电信号。在替代性实施例中，光子集成电路130进一步包括例如光传感器(photo-sensor)等光检测装置。

图3a到图3f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。参照图3a，提供上面形成有重布线结构142的载体140。载体140可为玻璃载体或任何适用于为半导体封装的制造方法承载半导体晶片或重构晶片(reconstitutedwafer)的载体。在一些实施例中，重布线结构142为前侧重布线结构。形成重布线结构142包括依序地交替形成一个或多个介电层与一个或多个金属化层(metallizationlayer)。在一些实施例中，金属化层可夹置在介电层之间。在一些实施例中，所述金属化层的材料包括铝、钛、铜、镍、钨、银、及/或其合金。在一些实施例中，所述介电层的材料包括聚酰亚胺、苯并环丁烯(benzocyclobutene)、或聚苯并恶唑(polybenzoxazole)。

接着，在载体140之上在重布线结构142上形成层间穿孔(throughinterlayervia)(“tiv”)144。在一些实施例中，形成层间穿孔144包括：在重布线结构142上形成具有局部地暴露出重布线结构142的开口的掩模图案(图中未示出)；接着通过电镀(electroplating)或沉积来形成填满所述开口的金属材料(图中未示出)；以及移除所述掩模图案以在重布线结构142上形成层间穿孔144。层间穿孔144的金属材料可为铜或铜合金。然而，应知，本发明的范围并非仅限于以上所公开的材料及说明。

在此之后，将高性能集成电路154贴合到重布线结构142，且将光子集成电路130放置在重布线结构142上。在一些实施例中，光子集成电路130及高性能集成电路154并排设置，且层间穿孔144设置在光子集成电路130与高性能集成电路154之间。在一些实施例中，高性能集成电路154是应用处理器(centralprocessingunit，cpu)、图形处理单元(graphicprocessingunit，gpu)、现场可编程栅极阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)、或其他适合的高性能集成电路。在一些实施例中，重布线结构142也是高性能集成电路154的前侧重布线结构。在一些实施例中，通过微凸块工艺(micro-bumpingprocess)将高性能集成电路154电连接到重布线结构142，也就是说，将高性能集成电路154的多个凸块156结合到重布线结构142。在一些实施例中，举例来说，在高性能集成电路154与重布线结构142之间进一步形成粘合层158。在一些实施例中，利用管芯贴合膜132将光子集成电路130放置在载体140上。

参照图3b，在载体140之上形成模制化合物160，且将高性能集成电路154、光子集成电路130、及层间穿孔144包封在模制化合物160中。模制化合物160的顶表面160a与光子集成电路130的顶表面及层间穿孔144的顶表面实质上共面。在一些实施例中，模制化合物160填充在高性能集成电路154、层间穿孔144、光子集成电路130之间或环绕高性能集成电路154、层间穿孔144、光子集成电路130。在一些实施例中，模制化合物160覆盖高性能集成电路154的顶表面。在替代性实施例中，高性能集成电路154的顶表面可被暴露出。

接着，在光学介质波导122上形成覆盖模制化合物160的一部分的光学介质波导123，且将光学介质波导123与光学介质波导122统称为光学介质波导124。在一些实施例中，光学介质波导123的材料例如与光学介质波导122的材料相同。在替代性实施例中，光学介质波导123的材料与光学介质波导122的材料不同。在形成光学介质波导123之后，在模制化合物160的边缘处设置覆盖模制化合物160的一部分的光学介质波导124。光学介质波导124靠近相邻的光子集成电路。在一些实施例中，光学介质波导124的相对于载体140来说的顶表面124a高于保护层118的顶表面118b及模制化合物160的顶表面160a。在替代性实施例中，光学介质波导124的顶表面124a与保护层118的顶表面118b及模制化合物160的顶表面160a实质上共面。

参照图3c，在模制化合物160之上形成与层间穿孔144及光子集成电路130的通孔116电连接的重布线结构146，其中重布线结构146具有位于光子集成电路130上方的窗口开口(windowopening)146a。

参照图3d，将图3c中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体170上。接着，在重布线结构142之上形成多个凸块152。

参照图3e，将图3d中的结构从载体170剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体180上。接着，将电子集成电路(electronicintegratedcircuit)(“eic”)190及激光管芯200贴合到重布线结构146。在一些实施例中，通过重布线结构146将电子集成电路190结合到且电连接到光子集成电路130，且在光子集成电路130之上在窗口开口146a上将激光管芯200设置成在光学上耦合到光子集成电路130。在一些实施例中，举例来说，将电子集成电路190的多个凸块192结合到重布线结构146，且在所述多个凸块192与重布线结构146之间形成粘合层194。在一些实施例中，通过重布线结构146、层间穿孔144、及重布线结构142将电子集成电路190电连接到高性能集成电路154。在一些实施例中，将窗口开口146a设置在激光管芯200与光子集成电路130之间且使窗口开口146a在光学上耦合激光管芯200与光子集成电路130。在一些实施例中，重布线结构146也是光子集成电路130的前侧重布线结构。在一些实施例中，电子集成电路190是驱动器集成电路，且包括一个或多个有源组件及/或无源组件。无源组件的实例包括但不限于电阻器、电容器、及电感器。有源组件的实例包括但不限于二极管、场效晶体管(fieldeffecttransistor，fet)、金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductorfet，mosfet)、互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，cmos)晶体管、及双极晶体管(bipolartransistor)。

在一些实施例中，将激光管芯200结合到重布线结构146以使激光管芯200电连接到电子集成电路190且在光学上与光子集成电路130连接。电连接应意指电流能够从电子集成电路190经过到达激光管芯200。相同地，在光学上连接应意指光能够从激光管芯200经过到达光子集成电路130。光子集成电路130利用波导112从激光管芯200接收光。光子集成电路130通过光学调制器110将光调制成光学脉冲来对数据进行编码。由于光学介质波导124被暴露出，因此光学脉冲会经过光学介质波导124且可经由光学介质波导124传输到相邻光子集成电路(图中未示出)并与所述相邻光子集成电路进行通信。

参照图3f，将图3e中的结构从载体180剥离，且通过凸块152将所述结构结合到封装衬底210。在一些实施例中，在所述结构与封装衬底210之间形成粘合层214。在一些实施例中，封装衬底210包括连接件212。在一些实施例中，连接件212为例如焊料球(solderball)或球栅阵列(ballgridarray)(“bga”)球。在一些实施例中，通过封装衬底210及凸块152，一些连接件212电连接到光子集成电路130，且一些连接件212电连接到高性能集成电路154。在一些实施例中，在贴合到封装衬底210之前执行切分工艺(dicingprocess)，以沿切割线将整个封装结构切割成各别且分离的半导体封装。

图4a到图4f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图3a到图3f所示方法与图4a到图4f所示方法之间的差异在于光子集成电路与高性能集成电路的构造。以下详细说明所述差异，且本文中不再对相似性予以赘述。

参照图4a，提供上面形成有重布线结构142的载体140。接着，在载体140之上形成与重布线结构142电连接的层间穿孔144及高性能集成电路154。在此之后，在载体140之上形成模制化合物160，且将层间穿孔144及高性能集成电路154包封在模制化合物160中。

参照图4b，在模制化合物160之上形成电连接到层间穿孔144的重布线结构146。接着，在重布线结构146之上形成层间穿孔148及光子集成电路130。在一些实施例中，将层间穿孔148电连接到重布线结构146，且利用管芯贴合膜132将光子集成电路130放置在重布线结构146上。在此之后，在重布线结构146之上形成模制化合物162，且将层间穿孔148及光子集成电路130包封在模制化合物162中。

参照图4c，在光学介质波导122上形成覆盖模制化合物162的一部分的光学介质波导123。接着，在模制化合物162之上形成与层间穿孔148及光子集成电路130的通孔116电连接的重布线结构150。

参照图4d，将图4c中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体170上。接着，在重布线结构142之上形成多个凸块152。

参照图4e，将图4d中的结构从载体170剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体180上。接着，通过重布线结构150将电子集成电路190结合到光子集成电路130，且将激光管芯200设置在光子集成电路130上方。在一些实施例中，通过重布线结构142、146、150、及层间穿孔144、148将电子集成电路190电连接到高性能集成电路154。在一些实施例中，保护层118是由对通过激光管芯200所传输及/或接收的光学信号透明的材料制成，且因此省略窗口开口146a(在图3c中示出)的与保护层118对应的一部分。

参照图4f，将图4e中的结构从载体180剥离，且通过凸块152及粘合层214将所述结构结合到封装衬底210。随后，在一些实施例中，执行切分工艺，以沿切割线将整个封装结构切割成各别且分离的半导体封装。在一个实施例中，所述切分工艺是包括机械刀片锯切(mechanicalbladesawing)或激光切割(lasercutting)的晶片切分工艺。

在以上实施例中，光子集成电路、电子集成电路、及高性能集成电路与集成扇出(integratedfan-out，info)平台集成在一起。光子集成电路与高性能集成电路可并排设置(在图3f中示出)或堆叠在彼此上面(在图4f中示出)，且电子集成电路及激光管芯堆叠在光子集成电路之上。在一些实施例中，使用重布线结构的窗口开口进行激光耦合及传输。光学介质波导被暴露出且被用于耦合来自例如硅波导等波导的光及与相邻光子集成电路进行通信。

图5a到图5d是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。参照图5a，提供上面形成有重布线结构142的载体140。接着，在载体140之上在重布线结构142上形成层间穿孔144。在此之后，将光子集成电路130放置在重布线结构142上。在一些实施例中，利用管芯贴合膜132将光子集成电路130放置在载体140上。在一些实施例中，光子集成电路130具有图1b中绘示的结构，换句话说，光子集成电路130不包括光学介质波导122。

参照图5b，在载体140之上形成模制化合物160，且将光子集成电路130及层间穿孔144包封在模制化合物160中。模制化合物160的顶表面160a与光子集成电路130的顶表面及层间穿孔144的顶表面实质上共面。在一些实施例中，模制化合物160填充在光子集成电路130与层间穿孔144之间。

接着，在模制化合物160之上形成与层间穿孔144及光子集成电路130的通孔116电连接的重布线结构146。在一些实施例中，重布线结构146也是光子集成电路130的前侧重布线结构。在一些实施例中，重布线结构146包括位于激光管芯200与光子集成电路130的波导112之间、用于进行激光耦合及传输的光学介质层147。在一些实施例中，光学介质层147的材料包括玻璃、硅、氧化硅、光学聚合物、及其他适合的光学介质材料。

在此之后，将电子集成电路190及激光管芯200贴合到重布线结构146。在一些实施例中，通过重布线结构146将电子集成电路190结合到光子集成电路130，且在光子集成电路130之上将激光管芯200结合到重布线结构146。在一些实施例中，举例来说，将电子集成电路190的多个凸块192结合到重布线结构146，且在所述多个凸块192与重布线结构146之间形成粘合层194。在一些实施例中，将电子集成电路190与激光管芯200设置在光子集成电路130的同一侧上。

参照图5c，将图5b中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体170上。接着，在重布线结构142之上形成多个凸块152。

参照图5d，将图5c中的结构从载体170剥离，且将所述结构上下翻转。接着，在光子集成电路130之上设置光耦合器220。在一些实施例中，利用粘合层126将光耦合器220贴合到光子集成电路130。在一些实施例中，重布线结构146包括位于光耦合器220与光子集成电路130的波导112之间、用于在光学上进行耦合及传输的光学介质层147。在一些实施例中，在贴合光耦合器220之前执行切分工艺，以沿切割线将整个封装结构切割成各别且分离的半导体封装。在一个实施例中，所述切分工艺是包括机械刀片锯切或激光切割的晶片切分工艺。

在一些实施例中，光子集成电路及电子集成电路与集成扇出平台集成在一起。在一些实施例中，使用光子集成电路之上的重布线结构的光学介质层进行激光耦合及传输。另外，还使用光学介质层将来自例如硅波导等波导的光耦合到例如光纤(fiber)等光耦合器。此外，去往电子集成电路的控制信号直接从凸块到达重布线结构及层间穿孔。

图6a到图6f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图3a到图3f所示方法与图6a到图6f所示方法之间的差异在于光子集成电路的构造是以面朝下的方式设置。以下详细说明所述差异，且本文中不再对相似性予以赘述。

参照图6a，提供上面涂布有缓冲层141的载体140。在一些实施例中，缓冲层141包括剥离层，且所述剥离层的材料可为任何适用于将载体140与设置在载体140上的上方层或晶片结合及剥离的材料。在一些实施例中，缓冲层141例如包括光-热转换(“lthc”)层，且此种层使得能够通过施加激光照射而从载体实现室温剥离。缓冲层141可包括由介电材料制成的介电层，所述介电材料包括苯并环丁烯(“bcb”)、聚苯并恶唑(“pbo”)、或任何其他适合的聚合物系介电材料。

接着，在缓冲层141之上形成层间穿孔144、高性能集成电路154、及光子集成电路130。在一些实施例中，分别利用管芯贴合膜132、155将高性能集成电路154及光子集成电路130放置在载体140上。在一些实施例中，光子集成电路130具有图1b中绘示的结构，换句话说，光子集成电路130不包括光学介质波导122。在一些实施例中，高性能集成电路154与光子集成电路130并排设置。在一些实施例中，高性能集成电路154中包括重布线结构157。

参照图6b，在载体140之上形成模制化合物160，且将层间穿孔144、高性能集成电路154、及光子集成电路130包封在模制化合物160中。接着，在模制化合物160之上形成与层间穿孔144、高性能集成电路154的重布线结构157、及光子集成电路130的通孔116电连接的重布线结构142。接着，在光子集成电路130上设置与光子集成电路130结合的电子集成电路190。在一些实施例中，电子集成电路190与光子集成电路130通过重布线结构142电连接，且电子集成电路190与高性能集成电路154也通过重布线结构142电连接。

参照图6c，在重布线结构142之上形成与重布线结构142电连接的重布线结构146、150，其中将电子集成电路190嵌在重布线结构146、150中。接着，在重布线结构150之上形成多个凸块152。

参照图6d，将图6c中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并设置在载体170上。接着，在高性能集成电路154的背表面及光子集成电路130的背表面之上形成重布线结构151。在此之后，举例来说，在重布线结构151中形成窗口开口151a。

参照图6e，分别在光子集成电路130上方在窗口开口151a上设置激光管芯200及光耦合器220。在一些实施例中，光耦合器220可为光纤(opticalfiber)。在一些实施例中，窗口开口151a设置在光耦合器220与光子集成电路130之间且在光学上耦合光耦合器220与光子集成电路130。在一些实施例中，窗口开口151a设置在激光管芯200与光子集成电路130之间且在光学上耦合激光管芯200与光子集成电路130。在一些实施例中，光子集成电路130的衬底102(例如，块状硅)位于波导112与激光管芯200之间且因此被用于进行激光耦合及传输。

参照图6f，将图6e中的结构从载体170剥离，且通过凸块152及粘合层214将所述结构结合到封装衬底210。

在一些实施例中，光子集成电路、电子集成电路、及高性能集成电路与集成扇出平台集成在一起。在一些实施例中，使用重布线结构的窗口开口进行激光耦合及传输。由于光子集成电路面朝下设置，因此使用所述光子集成电路的衬底(例如，块状硅)进行激光耦合及传输，且使用光耦合器与相邻光子集成电路进行通信。通过形成重布线结构，高性能集成电路与电子集成电路之间及所述电子集成电路与光子集成电路之间的内连线缩短。

图7a到图7d是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图3a到图3f所示方法与图7a到图7d所示方法之间的差异在于电子集成电路的构造设置在并排排列的光子集成电路与高性能集成电路之间。以下详细说明所述差异，且本文中不再对相似性予以赘述。

参照图7a，通过管芯贴合膜155、191、132在载体140之上形成高性能集成电路154、电子集成电路190、及光子集成电路130。在一些实施例中，高性能集成电路154中包括重布线结构157。在一些实施例中，电子集成电路190中包括重布线结构196。在替代性实施例中，电子集成电路190可为高性能集成电路154的一部份。

参照图7b，在载体140之上形成模制化合物160，且将高性能集成电路154、电子集成电路190、及光子集成电路130包封在模制化合物160中。接着，在光学介质波导122以及模制化合物160的一部分上形成光学介质波导123。在此之后，在模制化合物160之上形成与高性能集成电路154及电子集成电路190电连接的重布线结构150，且将光学介质波导124嵌在重布线结构150中。在一些实施例中，光学介质波导124的侧表面被暴露出。在一些实施例中，电子集成电路190与光子集成电路130通过重布线结构150电连接，且电子集成电路190与高性能集成电路154也通过重布线结构150电连接。

参照图7c，在重布线结构150之上形成多个凸块152。接着，在重布线结构150上设置与重布线结构150结合的激光管芯200。

参照图7d，将图7c中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并通过凸块152及粘合层214将所述结构结合到封装衬底210。在一些实施例中，封装衬底210形成有穿过封装衬底210的开口210a，且激光管芯200设置在开口210a中。在一些实施例中，将光学介质波导124设置在模制化合物160的一部分与封装衬底210之间。在一些实施例中，在光子集成电路130与激光管芯200之间设置重布线结构150的用于进行激光耦合及传输的光学介质层147。

图8a到图8f是根据本发明一些示例性实施例的半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。以下详细说明图3a到图3f所示方法与图8a到图8f所示方法之间的差异，且本文中不再对相似性予以赘述。

参照图8a，提供衬底300，且在衬底300上形成具有开口310a的重布线结构310。在一些实施例中，也将衬底300称作插板(interposer)，且衬底300为例如硅晶片。在一些实施例中，还可在衬底300之上形成层间穿孔。接着，在开口310a中形成光学介质波导123。

参照图8b，在衬底300之上形成与重布线结构310结合的高性能集成电路154、电子集成电路190、及光子集成电路130。接着，在衬底300之上形成模制化合物160，且将高性能集成电路154、电子集成电路190、及光子集成电路130包封在模制化合物160中。

参照图8c，将图8b中的结构上下翻转并例如利用管芯贴合膜(图中未示出)将高性能集成电路154、电子集成电路190、及光子集成电路130贴合到载体140。

参照图8d，对衬底300执行薄化工艺(thinningprocess)，且移除衬底300。接着，在衬底300之上形成重布线结构312。在此之后，在重布线结构310之上形成多个凸块314，且在不形成凸块314的条件下，重布线结构310的表面的位于光子集成电路130之上的一部分310b被保留下来。

参照图8e，在重布线结构310的所述表面的所述部分310b上设置与重布线结构310结合的激光管芯200。

参照图8f，将图8e中的结构从载体140剥离，且将所述结构上下翻转并通过凸块314及粘合层316将所述结构结合到封装衬底210。在一些实施例中，封装衬底210形成有穿过封装衬底210的开口210a，且激光管芯200设置在开口210a中。在一些实施例中，重布线结构310、312包括设置在光子集成电路130与激光管芯200之间、用于进行激光耦合及传输的光学介质层147。

在一些实施例中，电子集成电路190与光子集成电路130并排设置，且重布线结构310设置在光子集成电路130与封装衬底210之间及电子集成电路190与封装衬底210之间。在一些实施例中，电子集成电路190与光子集成电路130通过重布线结构310电连接，且电子集成电路190与高性能集成电路154也通过重布线结构310电连接。

在一些实施例中，光子集成电路、电子集成电路及高性能集成电路与集成扇出平台或其他平台(例如，衬底晶片芯片(chiponwaferonsubstrate，cowos)平台)集成在一起，且光子集成电路与电子集成电路通过重布线结构电连接。因此，使得光子集成电路与封装衬底之间的导电路径能够缩短。在一些实施例中，缩短的导电路径意指沿导电路径具有降低的寄生电感(parasiticcapacitance)及寄生电阻(parasiticresistance)，且因此转而会帮助降低所得装置的功率损耗且提高所得装置的运行频率(operationfrequency)及运行速度(operationspeed)。另外，光学介质波导提供紧凑形状因数(compactformfactor)。在光子集成电路、电子集成电路、及高性能集成电路之间提供高运行速度及高频宽通信，且因此所述半导体封装可应用于多核心高性能计算(highperformancecomputing，hpc)应用中。

根据一些实施例，一种半导体封装包括封装衬底、光子集成电路、激光管芯、电子集成电路、及第一重布线结构。所述封装衬底包括连接件。所述光子集成电路设置在所述封装衬底之上。所述激光管芯在光学上耦合到所述光子集成电路。所述电子集成电路设置在所述封装衬底之上。所述第一重布线结构设置在所述封装衬底之上，其中所述电子集成电路通过所述第一重布线结构电连接到所述光子集成电路。

根据一些实施例，所述电子集成电路与所述光子集成电路堆叠在彼此上面，且所述第一重布线结构设置在所述电子集成电路与所述光子集成电路之间。

根据一些实施例，进一步包括位于所述封装衬底之上的高性能集成电路及至少一个第二重布线结构，其中所述高性能集成电路与所述电子集成电路通过所述第一重布线结构及所述至少一个第二重布线结构电连接。

根据一些实施例，所述高性能集成电路与所述光子集成电路并排设置。

根据一些实施例，所述高性能集成电路设置在所述光子集成电路与所述封装衬底之间。

根据一些实施例，进一步包括位于所述封装衬底之上的高性能集成电路，其中所述高性能集成电路与所述电子集成电路通过所述第一重布线结构电连接。

根据一些实施例，所述光子集成电路与所述电子集成电路并排设置，且所述第一重布线结构设置在所述光子集成电路与所述封装衬底之间且设置在所述电子集成电路与所述封装衬底之间。

根据一些实施例，所述第一重布线结构进一步包括窗口开口，所述窗口开口设置在所述激光管芯与所述光子集成电路之间且在光学上耦合所述激光管芯与所述光子集成电路。

根据一些实施例，进一步包括光耦合器及位于所述光耦合器与所述光子集成电路之间的第二重布线结构，其中所述第二重布线结构包括窗口开口，所述窗口开口在光学上耦合所述光耦合器与所述光子集成电路。

根据一些实施例，一种半导体封装包括封装衬底、光子集成电路、激光管芯、电子集成电路、高性能集成电路、及重布线结构。所述光子集成电路设置在所述封装衬底之上且包括光学介质波导，其中所述光学介质波导的一部分被暴露出。所述激光管芯在光学上耦合到所述光子集成电路。所述电子集成电路设置在所述封装衬底之上且电连接到所述光子集成电路。所述高性能集成电路设置在所述封装衬底之上且电连接到所述电子集成电路。所述重布线结构设置在所述封装衬底之上。

根据一些实施例，所述光子集成电路包括具有开口的保护层，且所述光学介质波导的至少一部分设置在所述开口中。

根据一些实施例，所述光学介质波导的顶表面高于所述保护层的顶表面。

根据一些实施例，进一步包括包封所述光子集成电路及所述高性能集成电路的模制化合物，且所述光学介质波导覆盖所述模制化合物的一部分。

根据一些实施例，进一步包括包封所述光子集成电路及所述高性能集成电路的模制化合物，且所述光学介质波导设置在所述模制化合物的一部分与所述封装衬底之间。

根据一些实施例，所述重布线结构设置在所述光子集成电路与所述封装衬底之间，且所述光学介质波导嵌置在所述重布线结构中。

根据一些实施例，所述光学介质波导的材料包含氧化物或光学聚合物。

根据一些实施例，一种半导体封装包括封装衬底、光子集成电路、激光管芯、电子集成电路、及重布线结构。所述封装衬底包括连接件。所述光子集成电路设置在所述封装衬底之上。所述激光管芯在光学上耦合到所述光子集成电路。所述电子集成电路设置在所述封装衬底之上且电连接到所述光子集成电路。所述重布线结构设置在所述封装衬底之上且包括光学介质层，所述光学介质层设置在所述激光管芯与所述光子集成电路之间且在光学上耦合所述激光管芯与所述光子集成电路。

根据一些实施例，所述光子集成电路设置在所述激光管芯与所述封装衬底之间。

根据一些实施例，所述封装衬底包括开口，且所述光子集成电路设置在所述开口中。

根据一些实施例，进一步包括设置在所述光子集成电路之上的光耦合器，其中所述光学介质层设置在所述光子集成电路与所述光耦合器之间且在光学上耦合所述光子集成电路与所述光耦合器。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，其可容易地使用本发明作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替、及变更。