DE-102023109539-B4 - OPTISCHE VORRICHTUNG UND HERSTELLUNGSVERFAHREN

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Bilden einer ersten Halbleitervorrichtung (700) als Teil eines ersten Wafers, wobei die erste Halbleitervorrichtung (700) eine Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen und eine Interconnect-Struktur (707) aufweist; Bilden einer ersten Öffnung (717) mindestens teilweise durch die Interconnect-Struktur (707) und die Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen der ersten Halbleitervorrichtung (700) hindurch; Füllen der ersten Öffnung (717); und Bonden der ersten Halbleitervorrichtung (700) an einen optischen Interposer (100), während die erste Halbleitervorrichtung (700) Teil des ersten Wafers bleibt, wobei das Füllen der ersten Öffnung (717) das Abscheiden einer Antireflexionsbeschichtung (1501) entlang von Seitenwänden der ersten Öffnung (717) aufweist.

Inventors

• Hsing-Kuo Hsia
• Chen-Hua Yu
• Jui Lin Chao

Assignees

• TAIWAN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230417

Priority Date

20230328

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Bilden einer ersten Halbleitervorrichtung (700) als Teil eines ersten Wafers, wobei die erste Halbleitervorrichtung (700) eine Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen und eine Interconnect-Struktur (707) aufweist; Bilden einer ersten Öffnung (717) mindestens teilweise durch die Interconnect-Struktur (707) und die Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen der ersten Halbleitervorrichtung (700) hindurch; Füllen der ersten Öffnung (717); und Bonden der ersten Halbleitervorrichtung (700) an einen optischen Interposer (100), während die erste Halbleitervorrichtung (700) Teil des ersten Wafers bleibt, wobei das Füllen der ersten Öffnung (717) das Abscheiden einer Antireflexionsbeschichtung (1501) entlang von Seitenwänden der ersten Öffnung (717) aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Füllen der ersten Öffnung (717) das Abscheiden eines Füllmaterials (1503) aufweist, wobei nach dem Abscheiden des Füllmaterials (1503) das Füllmaterial (1503) eine napfförmig vertiefte Oberfläche aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , wobei das Füllen der ersten Öffnung (717) des Weiteren aufweist: Abscheiden eines dielektrischen Materials (1505) neben der napfförmig vertieften Fläche; und Planarisieren des dielektrischen Materials (1505) mit der Interconnect-Struktur (707).
4. Optische Vorrichtung, die aufweist: einen optischen Stapel, der aufweist: einen ersten optischen Interposer (100); einen Speicherstapel (1311); und eine erste Halbleitervorrichtung (700); und einen Interposer (1301, 1400), der an den optischen Stapel gebondet ist, wobei die erste Halbleitervorrichtung (700) eine Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen und eine Interconnect-Struktur (707), die auf der Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen liegt, aufweist, wobei die erste Halbleitervorrichtung (700) eine Antireflexionsbeschichtung (1501) auf Seitenwänden und Bodenflächen einer Öffnung (717) aufweist, die sich innerhalb der Schicht (705) aus aktiven Vorrichtungen und der darüber liegenden Interconnect-Struktur (707) befindet.
5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4 , wobei sich der Speicherstapel (1311) zwischen dem ersten optischen Interposer (100) und dem Interposer (1301, 1400) befindet.
6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4 , wobei sich der Speicherstapel (1311) zwischen dem ersten optischen Interposer (100) und der ersten Halbleitervorrichtung (700) befindet.
7. Optische Vorrichtung nach Anspruch 6 , wobei die erste Halbleitervorrichtung (700) an den Interposer (1301, 1400) gebondet ist.
8. Optische Vorrichtung nach Anspruch 7 , die des Weiteren eine Drahtbondung aufweist, die den optischen Stapel mit einem zweiten Substrat (1321) verbindet, wobei sich das zweite Substrat (1321) auf einer dem optischen Stapel gegenüberliegenden Seite des Interposers (1301, 1400) befindet.
9. Optische Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 8 , die des Weiteren Durchkontaktierungen (1701) aufweist, die sich durch die erste Halbleitervorrichtung (700) hindurch erstrecken.

Description

HINTERGRUND Elektrische Signalgabe und Verarbeitung sind eine der Techniken zur Signalübertragung und -verarbeitung. Optische Signalgabe und Verarbeitung wurden in den letzten Jahren in immer mehr Anwendungen eingesetzt, insbesondere dank des Einsatzes faseroptischer Anwendungen für die Signalübertragung. Optische Signalgabe und Verarbeitung werden in der Regel mit elektrischer Signalgabe und Verarbeitung kombiniert, um mit allen Funktionen ausgestattete Anwendungen bereitzustellen. Zum Beispiel können optische Fasern für die Signalübertragung über große Entfernungen verwendet werden, und elektrische Signale können für die Signalübertragung über kurze Entfernungen sowie für Verarbeitung und Steuerung verwendet werden. Dementsprechend werden für die Umwandlung zwischen optischen Signalen und elektrischen Signalen sowie für die Verarbeitung von optischen Signalen und elektrischen Signalen Vorrichtungen gebildet, die optische Komponenten mit großer Reichweite und elektrische Komponenten mit geringer Reichweite integrieren. Die Packages können daher sowohl optische (photonische) Dies mit optischen Vorrichtungen als auch elektronische Dies mit elektronischen Vorrichtungen aufweisen. Stand der Technik zum Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise zu finden in DE 10 2020 107 271 A1, US 2022 / 0 187 536 A1, US 2020 / 0 166 720 A1 und US 2018 / 0 143 374 A1. Die Erfindung wird durch den Hauptanspruch und den nebengeordneten Patentanspruch definiert. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Patentansprüche wiedergegeben. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Figuren gelesen wird. Es ist anzumerken, dass gemäß der gängigen Praxis in der Industrie verschiedene Strukturelemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Die Abmessungen der verschiedenen Strukturelemente können vielmehr im Interesse der Übersichtlichkeit der Besprechung nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden. 1-5 veranschaulichen die Bildung eines optischen Interposers gemäß einigen Ausführungsformen.6A-6P veranschaulichen die Bildung eines Laser-Dies gemäß einigen Ausführungsformen.7A-7G veranschaulichen die Bildung einer ersten Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.8-12 veranschaulichen die Bildung eines ersten optischen Package gemäß einigen Ausführungsformen.13-14 veranschaulichen das Bonden des ersten optischen Package an Interposer gemäß einigen Ausführungsformen.15A-15G veranschaulichen eine Ausführungsform, bei der eine Öffnung in der ersten Halbleitervorrichtung gefüllt wird, gemäß einigen Ausführungsformen.16A-16B veranschaulichen einen Schmelzbondungsprozess mit einer Drahtbondung gemäß einigen Ausführungsformen.17A-17B veranschaulichen einen Schmelzbondungsprozess mit Durchkontaktierungen gemäß einigen Ausführungsformen.18A-18D veranschaulichen das Verbonden des optischen Interposers mit einer Speichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.19A-19D veranschaulichen das Anordnen der Speichervorrichtung zwischen dem optischen Interposer und der ersten Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung bereit. Im Folgenden werden konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Zum Beispiel kann die Ausbildung eines ersten Strukturelements über oder auf einem zweiten Strukturelement in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, bei denen die ersten und zweiten Strukturelemente in direktem Kontakt ausgebildet sind, und können auch Ausführungsformen enthalten, bei denen zusätzliche Strukturelemente zwischen den ersten und zweiten Strukturelementen ausgebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Strukturelemente nicht unbedingt in direktem Kontakt stehen. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder - buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und schafft nicht automatisch eine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Einrichtungen. Des Weiteren können räumlich relative Begriffe, wie zum Beispiel „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „oberhalb“, „oberer“ und dergleichen, im vorliegenden Text zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen auch andere Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb neben der in den Figuren gezeigten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht, oder sonstige Ausrichtungen), und die im