[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。半导体器件包括衬底。半导体器件还包括在衬底的第一侧上的波导。半导体器件还包括在衬底的与衬底的第一侧相对的第二侧上的光电探测器(PD)。半导体器件还包括将PD与波导光学连接的光贯通孔(OTV)，其中OTV从衬底的第一侧延伸穿过衬底到衬底的第二侧。

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

三维集成电路(3DIC)用于器件中的垂直堆叠组件。衬底或中介层的相对两侧上的组件使用衬底贯通孔(TSV)进行电连接。TSV是用于将电信号从衬底或中介层的一侧传输到另一侧的导电元件，以实施3DIC的功能。

光子器件利用光波导在器件的组件之间传输信号。电信号被转换成光信号。光信号沿着光波导传播，然后被光电探测器转换回电信号，以用于器件的其他组件。

发明内容

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；波导，位于衬底的第一侧上；光电探测器(PD)，位于衬底的第二侧上，与衬底的第一侧相对；以及光贯通孔(OTV)，将光电探测器与波导光学连接，其中，光贯通孔从衬底的第一侧穿过衬底延伸到衬底的第二侧。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；波导，位于衬底的第一侧上，其中，波导包括芯和包层；光子元件，位于衬底的第二侧上，其中，衬底的第二侧与衬底的第一侧相对；光贯通孔(OTV)，将波导光学连接到光子元件，其中，光贯通孔从衬底的第一侧延伸到衬底的第二侧；以及光束偏转器，与光子元件光通信，其中，光束偏转器被配置为接收至少一个电压信号，光束偏转器被配置为响应于至少一个电压信号具有第一电压沿着第一路径偏转光信号，并且，光束偏转器被配置为响应于至少一个电压信号具有不同于第一电压的第二电压沿着不同于第一路径的第二路径偏转光信号。

根据本申请实施例的又一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，方法包括：限定从衬底的第一侧延伸到衬底的第二侧的开口，其中，衬底的第一侧与衬底的第二侧相对；在开口中沉积介电材料，其中，介电材料具有第一折射率；蚀刻介电材料以限定从衬底的第一侧延伸到衬底的第二侧的芯开口；将芯材料沉积到芯开口中，其中，芯材料具有不同于第一折射率的第二折射率，并且芯材料是光学透明的；以及从衬底的表面去除多余的芯材料。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据一些实施例的半导体器件的截面图。

图2是根据一些实施例的半导体器件的部分的截面图。

图3A至图3C是根据一些实施例的沿着第一方向截取的波导的截面图。

图3D是根据一些实施例的沿着第二方向截取的波导的截面图。

图4是根据一些实施例的波导的光束偏转部分的截面图。

图5A至图5D是根据一些实施例的波导的光束偏转装置的截面图。

图6A是根据一些实施例的波导的光束偏转装置的截面图。

图6B是根据一些实施例的半导体器件的部分的截面图。

图7A和图7B是根据一些实施例的包括光束偏转装置的波导的截面图。

图7C是根据一些实施例的半导体器件的部分的截面图。

图7D和图7E是根据一些实施例的在操作期间包括光束偏转装置的波导的截面图。

图8A至图8C是根据一些实施例的光学贯通孔的截面图。