[发明专利]一种高速宽带硅光转接板的制造方法及硅基光互连器件

权利要求书

1.一种高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：包括，

提供一实现了光子器件单片集成的半导体衬底，所述半导体衬底具有正面和背面，其上设置有光子器件，所述光子器件具有接触区，所述接触区上形成有金属接触；

自所述半导体衬底的正面向背面形成TSV深孔；

在所述正面以及所述TSV深孔内沉积绝缘层；

形成与所述半导体衬底上的金属接触互连的光子器件接触孔；

在绝缘层上以及与金属接触互连的光子器件接触孔内沉积扩散阻挡层和种子层，并在正面以及所述光子器件接触孔和TSV深孔中填充导电金属；

在所述正面形成与所述光子器件接触孔内的导电金属相电性连接的第一RDL和第一凸点，以及与所述TSV深孔内的导电金属相电性连接的第二RDL和第二凸点；

自所述背面开始减薄所述半导体衬底直至露出所述TSV深孔的导电金属；

在所述背面形成与所述TSV深孔内的导电金属相电性连接的第三RDL和第三凸点；

将所述第一凸点、第二凸点分别与第一电子器件、第二电子器件相连接。

2.根据权利要求1所述的高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：所述提供一实现了光子器件单片集成的半导体衬底，其制作步骤包括：

提供一绝缘体上硅晶片，所述绝缘体上硅晶片包括顶部硅层，硅衬底，以及设置于所述顶部硅层和所述硅衬底之间的氧化物绝缘层，所述绝缘体上硅晶片具有第一主面和第二主面；

在所述顶部硅层上形成绝缘材料层，以完成光子器件的制造，且所述光子器件具有接触区；

在所述接触区上形成有金属接触；

在所述金属接触上形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层的折射率小于硅材料的折射率；

在所述第一主面以及刻蚀停止层上形成不会影响所述半导体衬底光学传输性能的表面钝化层，且表面钝化层的折射率小于硅材料的折射率；

对所形成的表面钝化层平坦化得到所述集成了光子器件的半导体衬底。

3.根据权利要求1所述的高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：在所述光子器件接触孔和TSV深孔中填充导电金属后，还包括，

化学机械平坦化工艺，去除所述正面的阻挡层、种子层以及导电金属。

4.根据权利要求1所述的高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：

在所述正面形成与所述光子器件接触孔内的导电金属相电性连接的第一RDL和第一凸点，以及与所述TSV深孔内的导电金属相电性连接的第二RDL和第二凸点后，自所述背面开始减薄所述半导体衬底直至露出所述TSV深孔的导电金属前，还包括，

在所述正面临时键合晶圆载板。

5.根据权利要求1所述的高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：

在所述背面形成与所述TSV深孔内的导电金属相电性连接的第三RDL和第三凸点后，将所述第一凸点、第二凸点分别与第一电子器件、第二电子器件相连接前，还包括，

解除临时键合，去掉所述晶圆载板。

6.根据权利要求1所述的高速宽带硅光转接板的制造方法，其特征在于：

将所述第一凸点、第二凸点分别与第一电子器件、第二电子器件相连接后，还包括，

将所述第三凸点与基板相连接，完成到基板的装配。

7.一种硅基光互连器件，其特征在于：包括，

集成了光子器件的半导体衬底，所述半导体衬底具有正面和背面，所述半导体衬底上设置有光子器件，所述光子器件具有接触区，所述接触区上形成有金属接触；

光子器件接触孔，所述光子器件接触孔与所述半导体衬底上的金属接触互连，且由光子器件接触孔内壁向光子器件接触孔中心依次设置有阻挡层、种子层以及导电金属，其与所述第一RDL和第一凸点相连接；

TSV深孔，所述TSV深孔由TSV深孔内壁向TSV深孔中心依次设置有绝缘层、阻挡层、种子层以及导电金属，其一端与所述正面的第二RDL和第二凸点相连接，另一端与所述背面的第三RDL和第三凸点相连接；

第一电子器件与所述第一凸点形成电性连接；

第二电子器件与所述第二凸点形成电性连接。