多芯片的异构集成封装结构的制作方法

本申请涉及芯片封装，特别是涉及一种多芯片的异构集成封装结构。

背景技术：

1、随着半导体行业的发展，多芯片的异构集成技术成为了重要发展方向。其中，光子集成电路和电子集成电路的异构集成是一个重点领域。具体地，在一些异构集成技术中，会将光子集成电路芯片和电子集成电路芯片垂直堆叠在基板上，通过三维堆叠结构来缩短互连距离，同时提高带宽密度并降低能耗。然而，由于电子集成电路芯片的尺寸通常会小于光子集成电路芯片，通常需要模塑胶来进行封装形成保护层，以保护电子集成电路芯片。这就导致了在光子集成电路与外部光学器件（如光纤）耦合时，部分光被模塑胶吸收，导致光子集成电路芯片耦合损耗较高，降低光传输效率。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种多芯片的异构集成封装结构，能够降低光子集成电路芯片的耦合损耗，提升光传输效率。

2、一方面，本申请提供一种多芯片的异构集成封装结构，封装结构包括：基板；光子集成电路芯片，设于基板上方；光子集成电路芯片包括边缘耦合器；边缘耦合器包括波导芯层；波导芯层具有边缘耦合端面；电子集成电路芯片，设于光子集成电路芯片上方；第一重布线层，第一重布线层设于光子集成电路芯片和电子集成电路芯片之间；第一重布线层包括电路区域和窗口区域；其中，电路区域内设有第一金属布线；第一金属布线用以与电子集成电路芯片电连接；窗口区域位于边缘耦合器的上方；窗口区域与光子集成电路芯片的上表面接触；窗口区域具有第一切割端面；第一切割端面与边缘耦合端面共面；窗口区域由第一包层材料构成；第一包层材料的折射率小于波导芯层材料的折射率。

3、可选的，第一重布线层上方设有金属焊盘；金属焊盘与第一金属布线相连；金属焊盘的水平相邻区域填充有绝缘材料，以形成第一绝缘层；第一绝缘层用于隔离电子集成电路芯片和第一重布线层；绝缘材料与第一包层材料不同。

4、可选的，在电路区域内，第一金属布线的其他区域填充有第一包层材料；或者，在电路区域内，第一金属布线之外的区域填充有绝缘材料。

5、可选的，第一包层材料为二氧化硅。

6、可选的，沿第一方向，窗口区域的长度落在1微米至1毫米之间；第一方向垂直于边缘耦合端面。

7、可选的，沿第二方向，窗口区域的厚度大于光子集成电路芯片在边缘耦合端面处的模场半径；第二方向垂直于光子集成电路芯片的上表面。

8、可选的，光子集成电路芯片设有导电结构；导电结构包括上表面电极和深埋导线；上表面电极的一面与第一金属布线相连；上表面电极的另一面与深埋导线的一端相连；深埋导线的延伸方向垂直于光子集成电路芯片的上表面；光子集成电路芯片被减薄，以使深埋导线的另一端从光子集成电路芯片的下表面露出。

9、可选的，基板上设有连接电路；封装结构还包括第二重布线层；第二重布线层设置在光子集成电路芯片与基板之间；第二重布线层设有第二金属布线，第二金属布线用以分别与深埋导线的另一端和基板上的连接电路电连接。

10、可选的，电子集成电路芯片设于电路区域上方；电子集成电路芯片上还设有多个微铜柱；多个微铜柱与金属焊盘相连，以使电子集成电路芯片与第一金属布线实现电连接；多个微铜柱间的缝隙通过填充胶填充。

11、可选的，电子集成电路芯片通过模塑胶塑封，以形成外包层；外包层覆盖第一重布线层；外包层具有第二切割端面；第二切割端面与第一切割端面共面。

12、本申请提供的多个实施例，通过在边缘耦合器上方设置由第一包层材料构成的窗口区域，其中窗口区域覆盖边缘耦合器，由于第一包层材料具有透光特性，且其折射率小于光子集成电路芯片的边缘耦合器的波导芯层折射率，这使得当光子集成电路芯片通过边缘耦合端面与光纤耦合时，窗口区域不会吸收入射光，从而能够减小由于光纤入射光射入模塑胶的部分而导致的光学损耗，降低光子集成电路芯片的耦合损耗，提升光传输效率。

1.一种多芯片的异构集成封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一重布线层上方设有金属焊盘；所述金属焊盘与所述第一金属布线相连；

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一包层材料为二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，沿第一方向，所述窗口区域的长度落在1微米至1毫米之间；所述第一方向垂直于所述边缘耦合端面。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，沿第二方向，所述窗口区域的厚度大于所述光子集成电路芯片在所述边缘耦合端面处的模场半径；所述第二方向垂直于所述光子集成电路芯片的上表面。

7.根据权利要求1-6任一项所述的封装结构，其特征在于，所述光子集成电路芯片设有导电结构；所述导电结构包括上表面电极和深埋导线；所述上表面电极的一面与所述第一金属布线相连；所述上表面电极的另一面与所述深埋导线的一端相连；所述深埋导线的延伸方向垂直于所述光子集成电路芯片的上表面；

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，

9.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述电子集成电路芯片设于所述电路区域上方；所述电子集成电路芯片上还设有多个微铜柱；

10.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述电子集成电路芯片通过模塑胶塑封，以形成外包层；所述外包层覆盖所述第一重布线层；所述外包层具有第二切割端面；所述第二切割端面与所述第一切割端面共面。