[发明专利]包含光学连接的晶片堆叠体的半导体装置

说明书

公开了一种半导体装置，其包含具有存储器裸芯的密集配置的3D阵列的晶片的堆叠体。每个晶片上的存储器裸芯可以布置成群集，每个群集包含光学模块，该光学模块为数据来回每个群集的传输提供光互连。

技术领域

本技术涉及半导体装置。

背景技术

对于便携式消费电子装置需求的强劲增长驱动了对于大容量储存装置的需求。诸如闪存储存卡的非易失性半导体存储器装置正变得广泛用于满足对数字信息储存和交换的日益增长的需求。它们的便携性、多功能以及坚固设计连同它们的高可靠性和大容量已经使得这样的存储器装置对于广泛的电子装置(包含例如数码相机、数字音乐播放器、视频游戏控制台、PDA以及蜂窝电话)中的使用是理想的。

考虑到非易失性存储器装置的优势，目前推动将其代替传统的硬盘驱动器(HDD)来用作企业数据中心中的固态驱动器(SSD)。特别地，由于SSD以电子的方式储存数据，并且不需要HDD的机械接口，所以SSD可以比HDD更快地读取和写入数据。电子接口相对机械接口的另一个特点是SSD趋向持续更长，并且使用更低的读取/写作操作的功率。

每天正在产生和储存的数据量正在快速增长，使对数据中心的需求正越来越大。随着SSD技术上的最新进展，SSD的储存容量最近已经超过了HDD的储存容量，并且SSD比HDD以更快的速率进行缩放。然而，满足企业数据中心中的数据需求依然是不变的问题。

发明内容

总之，本技术涉及半导体装置，包括：一个或多个未切片的半导体晶片，其被处理为包含多个半导体裸芯；以及多个光学模块，其配置为使用光信号来将数据传输到在一个或多个晶片上的多个半导体裸芯和从在一个或多个晶片上的多个半导体裸芯传输数据。

在另一个示例中，本技术涉及半导体装置，包括：多个堆叠的晶片，每个晶片包括：多个半导体裸芯，该多个半导体裸芯被处理到晶片中；多个腔；以及多个光学模块，其安装在多个腔中并且配置为使用光信号来将数据传输到多个半导体裸芯和从多个半导体裸芯传输数据。

在其他示例中，本技术涉及半导体装置，包括：多个堆叠的晶片；多个半导体裸芯，该多个半导体裸芯被处理到晶片中；在多个堆叠的晶片中的多个腔；以及在不同晶片的多个腔中的多个光学模块，该多个光学模块配置为将光信号穿过多个堆叠的晶片来传输到彼此。

在其他示例中，本技术涉及半导体装置，包括：多个堆叠的晶片，每个晶片包括：多个半导体裸芯，该多个半导体裸芯以群集的方式被处理到晶片中；多个腔，在晶片的每个群集中具有一个腔；多个光学模块，在多个腔中的每一个中安装一个光学模块，并且该光学模块配置为使用光信号来将数据传输到多个半导体裸芯和从多个半导体裸芯传输数据；以及多个控制器裸芯，在多个腔中的每一个中安装一个控制器裸芯，并且该控制器裸芯配置为控制数据到多个半导体裸芯的传输和数据从多个半导体裸芯的传输。

在另一个示例中，本技术涉及半导体装置，包括：多个堆叠的晶片，每个晶片包括：多个半导体裸芯，该多个半导体裸芯被处理到晶片中；光信号发射构件，其用于沿着垂直于晶片的表面的轴线发射信号；以及控制器构件，其用于控制数据到多个半导体裸芯的传输和数据从多个半导体裸芯的传输。

附图说明

图1是用于形成根据本技术的实施例的半导体装置的流程图。

图2是示出了晶片的第一主表面的半导体晶片的前视图。

图3是在根据本技术的实施例的半导体装置的制造中的步骤处的存储器群集的放大透视图。

图4是在根据本技术的实施例的半导体装置的制造中的其他步骤处的存储器群集的放大透视图。

图5是将控制器裸芯和光学模块电连接到晶片上的存储器群集的第一方法的俯视图。

图6是将控制器裸芯和光学模块电连接到晶片上的存储器群集的第二方法的横截面边缘视图。