CN119495684A 用于在堆叠电子集成电路的光子集成电路中屏蔽电磁干扰的方法及结构 （安华高科技股份有限公司）

用于在堆叠电子集成电路的光子集成电路本发明涉及用于屏蔽堆叠于电子集成电路EIC上的光子集成电路PIC中的电磁干扰的方法及结构。本发明通过采用穿过所述PIC的体硅衬盖所述PIC体硅衬底的背侧的导电层，金属散热从在所述PIC的一或多个金属层上为PIC的光发射组件形成的参考网到所述PIC的所述背侧上的2第一多个通孔，其从所述第四表面延伸穿过所述第二多个通孔，其从所述第四表面延伸穿过所述第二衬底以至4.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括具有单个接地连接的基于所述金属层的5.根据权利要求1所述的装置，其中所述金属层包括至少部分覆盖所述第一组件的区6.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括安置于所述第四表面与所述导电材料层7.根据权利要求1所述的装置，其中所述导电材料层包括Cu或Al层或Cu及Al的合金层8.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一多个通孔或所述第二多个通孔包括小于9.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括耦合到所述第四表面上的所述导电材料第四表面的第二部分上的耦合到所述第二多个通孔及所述第二接地层用于屏蔽所述第二在所述第一表面上封装第一光子组件及第二光子组件，所述第一3基于定位于电介质中的至少一个金属层形成电参考网，所述形成从所述第二表面穿过所述衬底以耦合到所述电参考网的第一多个在所述衬底的所述第二表面上形成导电层，所述导电层耦合到12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括形成从所述第二表面穿过所述衬底以13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在所述衬底的所述第二表面上形成第14.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述电参考网包括形成至少部分覆盖与所15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在所述第一表面上形成至少一个第一射器且所述至少一个第二金属触点经布置以耦合到所16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将所述至少一个第一金属触点及所述第一多个通孔，其从所述第二表面穿过所述衬底，所述第一多个通第二多个通孔，其从所述第二表面穿过所述衬底，所述第二多个通导电层，其安置于所述衬底的所述第二表面上，所述导电层及所述第二多个通孔以分别为所述第一组件及所述第二组件形成第一电磁屏蔽及第二电18.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一多个通孔及所述第二多个通孔包括小19.根据权利要求17所述的装置，其中所述金属层包括单独接地且分别与所述第一多个通孔及所述第二多个通孔耦合的第一区段20.根据权利要求19所述的装置，其中所述导电层包括分别与所述第一区段及所述第二区段耦合的第一部分及第二部分以分别与所述第一电磁屏蔽及所述第二电磁屏蔽相关45[0002]封装硅光子学的过程经常涉及电子IC(EIC)及光子IC(PIC)的3D堆叠。PIC通常在[0003]调制器的设计通常包含特定长度及特性阻抗的传输线。取决于制造代工厂的不发射器与接收器路径之间的高水平电耦合或串扰。PIC中的电磁干扰主要源自到光检测组述第二光子组件包括至少光检测器；基于定位于电介质中的至少一个金属层形成电参考6及所述第二多个通孔以分别为所述第一组件及所述第二组件形成第一电磁屏蔽及第二电[0010]图1是根据本主题技术的一些实施例的堆叠在电子集成电路上的光子集成电路的[0011]图2是根据本主题技术的一些实施例的堆叠在电子集成电路上的具有基于硅通孔[0012]图3是根据本主题技术的一个实施例的包括共同封装的发射器及接收器的光子集[0013]图4是根据本主题技术的实施例的基于硅通孔及背侧金属化的电磁屏蔽的示意性[0014]图5是根据本主题技术的一些实施例的三种屏蔽模型中针对一个Tx_Rx信道的串7直接接合的存在并不排除其中可存在中介元件的其它形8[0026]本公开的一个一般方面包含一种具有电磁屏蔽以抑制串扰干扰的集成电路装学放大器及光学调制器中的至少一者的装置。第一多个通孔及第二多个通孔可包含小于件可包含至少光检测器。方法还包含基于定位于电介质中的至少一个金属层形成电参考9于1mm的通孔到通孔间距分隔以在光发射器与光检测器之间实现对具有高达30GHz的特性[0032]图1是根据本主题技术的一些实施例的堆叠在电子集成电路上的光子集成电路的器子电路及Rx放大器子电路耦合到金属触点219以在EIC200的第一表面上形成多个电触与第一表面1之间，以形成各种电信号分布且形成具有为装置层中的电路设置的特定电势电平的一或多个电参考。任选地，在IMD内部可存在用于电路系统布局的一或多个其它层面2上的一或多个电触点用于装置布线、接地目的以及EIC200中的子电路之间的电屏蔽。EIC200在安装在PCB300上之前格式化为在第一表面1与第二表面2之间具有减薄到约光学放大器)、光调制组件(如光学调制器)及光学发射器的光发射组件通常是对邻近装置子电路包含光发射器且第二光子子电路包含光学接收器。硅衬底101的特征在于前侧与背这些金属层可已被设计为用于调制器130及光电二极管140的电信号分布。在特定实施例[0037]通过经由焊料160将第三表面3上的第二群组的电触点直接接合到第二表面2上的240也将对从光电二极管140输出的电信号执行其放大功能。此处只是对装置的单信号发上的PIC的三维堆叠。电磁场在X及Y维度上的横向扩展可能可由参考网上的那些导电通孔子集成电路(PIC)”是一种微型电子装置，其将各种光子组件及功能具体集成到单个芯片[0039]图2是根据本主题技术的一些实施例的堆叠在电子集成电路上的具有基于硅通孔在在电路层与PIC100的第三表面之间形成的参考网。此参考网覆盖跨越PIC芯片的X_Y维置，使得第一多个通孔(如通孔451及通孔452)经配置以包围包含至少调制器130的第一光子子电路，且第二多个通孔(如通孔461及通孔46通孔462)也有效地形成包围第二光子子电452)位于背侧的对应点处的阻挡层，以允许导电层410与通孔中的填充金属材料形成电触二多个通孔及参考网还形成第二电屏蔽笼，以完全覆盖包含延伸到体硅衬底101中的体区接地金属板421可有效地终止电磁场以防止EMI场从第一子电路(例如，具有传输线的调制[0043]图3是根据本主题技术的实施例的包括共同封装的发射器及接收器的光子集成电表示为131、132、133及134。每一传输线与输出端子相关联，针对信道1到4分别表示为具有电磁屏蔽来封闭至少这些Tx输出端子以防止电磁场扩展影响同一硅光子学装置封装144。光电二极管对由附近的其它电路引起的EMI非常敏感。特定来说，在表示为RxIn0、[0047]图4是根据本主题技术的实施例的基于硅通孔及背侧金属化的电磁屏蔽的示意性封装的硅光子学装置的基于硅通孔及背侧金属化的电磁屏蔽的另一视觉说明。如所展示，子集成电路中的光子子电路130包含至少具有四个Tx输出端子131的4信道发射器。光子集成电路中的光子子电路140包含至少具有四个Rx输入端子144的120设置在将要电接地的光子学子电路下方；2)形成多个通孔450及460(在图4中用虚线示成上覆硅衬底的背侧的导电层410，以形成分别包围光子子电路130及光子子电路140的两的扩展电磁场且防止电磁场干扰光子子电路140的Rx输入[0049]图5是根据本主题技术的一些实施例的三种屏蔽模型中针对一个Tx_Rx信道的串[0050]曲线501对应于在电子IC上3D堆叠光子IC的硅光子装置的无屏蔽模型(至少在Z方[0051]曲线502对应于用于同种硅光子学装置的基于导电通孔及背侧金属化的电磁屏蔽表明根据本主题技术的实施例的电磁屏蔽结构有效地抑制及遏制光子集成电路的Tx输出[