光互連裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)芯片間光互連的光互連裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在使用光纖的遠距離信號傳輸領(lǐng)域中，光互連發(fā)揮高速、大容量傳輸、優(yōu)異的耐噪音性、電纜細徑化等特征而被廣泛普及。另一方面，為了進一步推進信息處理裝置內(nèi)的信息處理速度的高速化，基板間、芯片間或芯片內(nèi)等超短距離的光互連不可缺少，為此，目前正在進行技術(shù)開發(fā)。
[0003]近年來，提出了為了實現(xiàn)半導體芯片的高密度封裝而層疊配置半導體芯片的三維封裝技術(shù)。芯片間光互連作為在無需利用導電線連接或無需使用光纖連接的狀態(tài)下實現(xiàn)該層疊配置的半導體芯片之間的信號傳輸?shù)募夹g(shù)而受到關(guān)注。下述專利文獻I記載的現(xiàn)有技術(shù)中示出層疊配置多個光傳輸基板并在設置于一個基板的發(fā)光元件與設置于其他基板的受光元件之間進行光信號的發(fā)送接收。
[0004]以往技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利公開2000-277794號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]當層疊配置多個基板并在設置于一個基板的發(fā)光元件與設置于其他基板的受光元件之間進行光信號的發(fā)送接收時，需要在不同的基板上將進行發(fā)送接收的發(fā)光元件和受光元件的位置以高精確度進行對位，發(fā)光元件或受光元件在基板上的對準精確度成為問題。尤其，當在基板上封裝發(fā)光元件或受光元件時，需要在進行高精確度的對位之后在基板上封裝發(fā)光元件或受光元件，存在制造工序變繁瑣的問題。
[0009]并且，當在基板上以高密度配置發(fā)光元件或受光元件時，即使在不同的基板之間被高精確度對位的一對發(fā)光元件與受光元件之間進行光信號的發(fā)送接收的情況下，發(fā)光元件和受光元件的方向性也有可能較弱，存在發(fā)生將從一個發(fā)光元件發(fā)出的光信號由原本不應該接收的受光元件接收的信號的誤傳輸(串擾)的問題。
[0010]本發(fā)明將解決這種問題作為課題的一例。即，本發(fā)明的目的在于能夠通過比較簡單的制造工序提高基板上的發(fā)光元件或受光元件的對準精確度，并且能夠抑制基板間(芯片間)信號傳輸?shù)拇當_等。
[0011]用于解決技術(shù)課題的手段
[0012]為了實現(xiàn)這種目的，本發(fā)明的光互連裝置，其在層疊配置的多個半導體基板之間進行光信號的發(fā)送接收，其中，配置于一個所述半導體基板的多個發(fā)光元件或受光元件具備將所述半導體基板作為共用的半導體層的Pn結(jié)，在不同的所述半導體基板之間進行光信號的發(fā)送接收的一對所述發(fā)光元件和所述受光元件分別進行共同波長下的發(fā)光和受光。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)具有這種特征的光互連裝置，由于多個發(fā)光元件或受光元件具備將半導體基板作為共用的半導體層的Pn結(jié)，且利用半導體刻蝕技術(shù)制作在一個半導體基板上，因此能夠通過比較簡單的制造工序提高發(fā)光元件或受光元件在半導體基板上的對準精確度。由于在不同的半導體基板之間進行光信號的發(fā)送接收的一對發(fā)光元件和受光元件分別進行共同波長下的發(fā)光和受光，因此能夠抑制基板間(芯片間)信號傳輸?shù)拇當_。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置的說明圖。
[0016]圖2是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中配置于不同的半導體基板之間的發(fā)光元件和受光元件的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
[0017]圖3是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中配置于不同的半導體基板之間的發(fā)光元件和受光元件的另一結(jié)構(gòu)例的說明圖。
[0018]圖4是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中配置于不同的半導體基板之間的發(fā)光元件和受光元件的另一結(jié)構(gòu)例的說明圖。
[0019]圖5是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中形成于半導體基板的發(fā)光元件或受光元件的形成方法的說明圖。
【具體實施方式】
[0020]以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置的說明圖。光互連裝置I具備層疊的多個半導體基板10(10-1、10-2、10-3)，在多個半導體基板10(10-1、10-2、10-3)之間進行光信號的發(fā)送接收。圖示的例子中，層疊配置3片半導體基板10，但并不限于此，只要層疊配置2片以上的半導體基板10即可。在一個半導體基板10上配置有多個發(fā)光元件2或多個受光元件3。發(fā)光元件2或受光元件3的配置方式并沒有特別限定，可包含點陣狀的排列、條紋狀的排列、直線狀的排列等任意的排列。并且，可以在一個半導體基板10上僅配置發(fā)光元件2且在其他半導體基板10上僅配置受光元件3。在各半導體基板10上，除發(fā)光元件2和受光元件3以外，還可以形成或封裝用于驅(qū)動發(fā)光元件2和受光元件3的驅(qū)動電路、向發(fā)光元件2的驅(qū)動電路輸出信號的運算處理電路(集成電路)、被輸入來自受光元件3的驅(qū)動電路的信號的運算處理電路(集成電路)等。
[0021]圖2是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中配置于不同的半導體基板之間的發(fā)光元件和受光元件的結(jié)構(gòu)例的說明圖。在光互連裝置I中，配置于半導體基板10(10-1,10-2)的多個發(fā)光元件2(2-1、2-2、2-3)或受光元件3 (3_1、3_2、3_3)具備將半導體基板10作為共用的半導體層的pn結(jié)ΙΟρη。詳細而言，在半導體基板10中形成有多個發(fā)光元件2(2-1、2-2、2-3)或受光元件3(3-1、3-2、3-3)中共用的第I半導體層1n和第2半導體層10p，在第I半導體層1n與第2半導體層1p的邊界附近形成有pn結(jié)ΙΟρη。舉出具體例，半導體基板10為Si (硅)基板(單晶基板)，第I半導體層1n為在半導體基板10摻雜有選自VA族元素例如As (砷)、P(磷)、Sb (銻)中的雜質(zhì)的η型Si層，第2半導體層1p為在第I半導體層1n摻雜有選自IIIA族元素例如B (硼)、A1 (鋁)、Ga(鎵)中的雜質(zhì)的P型半導體層。
[0022]發(fā)光元件2具備用于對pn結(jié)1pn施加正向電壓的第I電極2A和第2電極2B。第I電極2A為光能夠透射的透明電極，通過在第I電極2A與第2電極2B之間施加電壓，發(fā)光元件2中的pn結(jié)1pn作為經(jīng)由第I電極2A發(fā)射光的發(fā)光部發(fā)揮作用。
[0023]受光元件3具備隔著pn結(jié)1pn的第I電極3A和第2電極3B。第I電極3A為光能夠透射的透明電極，若光經(jīng)由第I電極3A入射到pn結(jié)ΙΟρη，則在第I電極3A與第2電極3B之間產(chǎn)生電壓，從而受光元件3中的pn結(jié)1pn作為受光部發(fā)揮作用。
[0024]而且，在不同的半導體基板10(10-1、10_2)之間進行光信號的發(fā)送接收的一對發(fā)光元件2(2-1、2-2、2-3)和受光元件3(3-1、3-2、3-3)分別進行共同波長下的發(fā)光和受光。詳細而言，當半導體基板10-1中的一個發(fā)光元件2-1和半導體基板10-2中的一個受光元件3-1進行光信號的發(fā)送接收時，具有發(fā)光元件2-1射出波長λ I的光且受光元件3-1僅接收波長λI的光的功能。在此所說的波長λI的光包含中心波長具有λI附近的波長波段的光。
[0025]并且，配置于一個半導體基板10-1的多個發(fā)光元件2-1、2-2、2_3中相互鄰接配置的發(fā)光元件(2-1和2-2或2-2和2-3)進行不同波長下的發(fā)光，配置于一個半導體基板10-2的多個受光元件3-1、3-2、3-3中相互鄰接配置的受光元件(3_1和3_2或3_2和3_3)進行不同波長下的受光。即，當在半導體基板10-1上發(fā)光元件2-1、2-2、2-3配置成一列且在半導體基板10-2上與發(fā)光元件2-1、2-2、2-3對應的受光元件3_1、3_2、3_3配置成一列時，發(fā)光元件2-1在波長λ I下發(fā)光且受光元件3-1僅接收波長λ I的光，發(fā)光元件2-2在波長λ 2下發(fā)光且受光元件3-2僅接收波長λ 2的光，發(fā)光元件2-3在波長λ 3下發(fā)光且受光兀件3-3僅接收波長λ 3的光。此時，波長λ I和波長λ 2、波長λ 2和波長λ 3為不同的波長，但波長λ I和波長λ 3也可以是相同的波長。
[0026]圖3是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的光互連裝置中配置于不同的半導體基板之間的發(fā)光元件和受光元件的另一結(jié)構(gòu)例的說明圖。與圖2中的說明相同的部分標注相同的符號并省略重復說明。在此，示出在配置有發(fā)光元件2(2-4)的第I半導體基板10-1與配置