[发明专利]在相同芯片上的电性与光学通孔连接

说明书

本发明涉及在相同芯片上的电性与光学通孔连接，其涉及半导体结构，尤其涉及在相同芯片上的电性与光学通孔连接及其制造方法。此结构包括光学衬底通孔，是包括光学材料填充该衬底通孔。该结构更包括电性衬底通孔，是包括具有光学材料的衬垫层及填充该电性衬底通孔的其余部分的导电材料。

技术领域

本发明涉及半导体结构，尤其涉及在相同芯片上的电性与光学通孔连接。

背景技术

对于多功能芯片上系统(Multifunctional systems on chip,MSoC)而言，例如，具有光学电路与电性电路于单一芯片上，整合光学与电性的硅通孔(through siliconvias,TSV)至为关键。然而，光学与电性硅通孔的整合仍为一大挑战。具体来说，目前工艺需要使用到多个掩模组及复杂的步骤，导致整体产率降低且制造成本较为昂贵。

发明内容

根据本发明的一面向提供的结构，包括：光学衬底通孔，包括填充该衬底通孔的光学材料；电性衬底通孔，包括具有光学材料的衬垫层及填充该电性衬底通孔的其余部分的导电材料。

根据本发明的一面向提供的结构，包括：光学衬底通孔，为环形并包括光学材料；电性衬底通孔，为通孔形状并包括该光学材料的衬垫层及填充该电性衬底通孔的其余部分的导电材料；空气间隙，形成在硅中并对齐该光学衬底通孔；以及光电侦测器，对齐该空气间隙与该光学衬底通孔。

根据本发明的一面向提供的方法，包括：使用相同光刻工艺形成环形通孔及通孔状通孔于衬底上；于相同沉积工艺中，以光学材料填充该环形通孔，并以该光学材料形成衬垫层于电性衬底通孔的侧壁；以导电材料填充该电性衬底通孔的其余部分；移除该衬底的背侧以形成环形光学衬底通孔，该环形光学衬底通孔包括具有该光学材料的该环形通孔及电性通孔，该电性通孔是从具有该光学材料与该导电材料的该电性衬底通孔而来；以及形成空气间隙于该衬底上并对齐该环形光学衬底通孔。

附图说明

本发明的一个或多个态样被特别指出并在说明书的结束处的声明中被明确称为示例。结合附图参照下面的详细说明可清楚本发明的上述及其它目的、特征以及优点。

图1A绘示根据本发明提供的结构及其对应工艺中的俯视图。

图1B绘示图1A的结构沿A-A线切割的剖面图。

图2绘示根据本发明于对应工艺中填充有光学材料的光学通孔及具有光学材料衬垫的电性通孔。

图3绘示根据本发明于对应工艺中填充有导电材料的电性通孔。

图4绘示根据本发明于对应工艺中承载晶圆连接至图3所示结构。

图5绘示根据本发明于对应工艺中具有填充光学通孔及电性通孔的薄型化晶圆。

图6A绘示根据本发明于对应工艺中光学硅衬底通孔与电性硅衬底通孔的俯视图。

图6B绘示图6A结构沿A-A线切割的剖面图。

图7绘示根据本发明于对应工艺中最终结构的剖面图。

具体实施方式

本发明涉及半导体结构，特别是涉及在相同芯片上的电性及光学通孔连接及其制造方法。具体而言，本发明提供方法以在相同芯片上制造光学衬底通孔与电性衬底通孔，使设计的结构更具优异性。于实施例中，例如，环形光学衬底通孔与通孔状电性衬底通孔可同步在单一芯片上形成，达成免掩模工艺的目的。环形光学衬底通孔与通孔状电性衬底通孔也可形成于相同芯片的其他装置上。