(57)【要約】  いくつかの実装形態は、第1のダイおよび光レシーバを含む半導体デバイスを提供する。第1のダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。光レシーバは、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を受信するように構成される。いくつかの実装形態では、各光信号は、第2のダイに結合された対応する光エミッタから発生する。いくつかの実装形態では、裏側層は、ダイ基板である。いくつかの実装形態では、光信号は、裏側層の基板部分を横切る。第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。光レシーバは、アクティブ層の一部である。いくつかの実装形態では、半導体デバイスは、光エミッタを含む第2のダイを含む。第2のダイは、第1のダイの裏側に結合される。
2016503582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を受信するように構成された光レシーバと、
を備える半導体デバイス。
【請求項２】
各光信号が、第2のダイに結合された対応する光エミッタから発生する、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記裏側層が、ダイ基板である、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記光信号が、前記裏側層の基板部分を横切る、請求項3に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光レシーバが、前記アクティブ層の一部を含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光レシーバが、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記光レシーバが、前記第1のダイとは別個である、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記光レシーバが、複数の光センサを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記光レシーバが、特定の光信号を特定の光センサと関連付けるように構成される、請求項8に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
特定の光センサが、その光センサで受信した光信号を、特定のエミッタから発生したと識別するように構成される、請求項8に記載の半導体デバイス。
【請求項１１】
光エミッタを含む第2のダイをさらに備え、前記第2のダイが、前記第1のダイの前記裏側に結合される、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１２】
光エミッタを含む第2のダイと、
前記第1のダイと前記第2のダイとの間に位置する第3のダイであって、前記光レシーバが、前記第3のダイを通る特定の光信号を受信するように構成される、第3のダイと、
をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１３】
前記光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１４】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１５】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１６】
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を送信するように構成された光エミッタと、
を備える半導体デバイス。
【請求項１７】
各光信号が、第2のダイに結合された対応する光エミッタに宛てられる、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項１８】
前記裏側層が、ダイ基板である、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項１９】
前記光信号が、前記裏側層の基板部分を横切る、請求項18に記載の半導体デバイス。
【請求項２０】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光エミッタが、前記アクティブ層の一部を含む、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２１】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光エミッタが、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２２】
前記光エミッタが、前記第1のダイとは別個である、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２３】
前記光エミッタが、複数の光トランスミッタを含む、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２４】
光レシーバを含む第2のダイをさらに備え、前記第2のダイが、前記第1のダイの前記裏側に結合される、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２５】
光レシーバを含む第2のダイと、
前記第1のダイと前記第2のダイとの間に位置する第3のダイであって、前記光エミッタが、前記第3のダイを通る特定の光信号を送信するように構成される、第3のダイと、
をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２６】
前記光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２７】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２８】
前記光トランスミッタが、複数の光信号を受信するようにさらに構成された光デバイスである、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２９】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項３０】
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を受信するための手段と、
を備える装置。
【請求項３１】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記受信するための手段が、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記受信するための手段が、複数の光センサを含む、請求項30に記載の装置。
【請求項３３】
前記受信するための手段が、特定の光信号を特定の光センサと関連付けるように構成される、請求項32に記載の装置。
【請求項３４】
特定の光センサが、その光センサで受信した光信号を、前記光信号を送信するための特定の手段から発生したと識別するように構成される、請求項32に記載の装置。
【請求項３５】
前記受信するための手段へ少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに備える、請求項30に記載の装置。
【請求項３６】
少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに備える、請求項30に記載の装置。
【請求項３７】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項30に記載の装置。
【請求項３８】
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を送信するための手段と、
を備える装置。
【請求項３９】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記送信するための手段が、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される、請求項38に記載の装置。
【請求項４０】
前記送信するための手段からの少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに備える、請求項38に記載の装置。
【請求項４１】
少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに備える、請求項38に記載の装置。
【請求項４２】
前記送信するための手段が、複数の光信号を受信するための手段をさらに含む、請求項38に記載の装置。
【請求項４３】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項38に記載の装置。
【請求項４４】
半導体デバイスを提供するための方法であって、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイを設けるステップと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を受信するように構成された光レシーバを設けるステップと、
を含む方法。
【請求項４５】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光レシーバが、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項４６】
光エミッタを含む第2のダイを設けるステップと、
前記第2のダイを前記第1のダイに結合するステップと、
をさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４７】
前記光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４８】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４９】
半導体デバイスを提供するための方法であって、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層を含む第1のダイを設けるステップと、
前記第1のダイの前記裏側層を通る複数の光信号を送信するように構成された光エミッタを設けるステップと、
を含む方法。
【請求項５０】
前記第1のダイが、アクティブ層をさらに含み、前記光エミッタが、前記第1のダイの前記アクティブ層の少なくとも一部を通る前記複数の光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される、請求項49に記載の方法。
【請求項５１】
光レシーバを含む第2のダイを設けるステップと、
前記第2のダイを前記第1のダイに結合するステップと、
をさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５２】
前記光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５３】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５４】
第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための方法であって、
前記第1のダイ上のエミッタから光信号を送信するステップと、
どのレシーバが前記エミッタからの前記送信された光信号を受信するかに基づいて前記第2のダイ上のレシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに関連付けるステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記第2のダイ上の前記レシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイと前記第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する、請求項54に記載の方法。
【請求項５６】
前記第1のダイが、複数のエミッタを含み、前記第2のダイが、複数のレシーバを含む、請求項54に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数のエミッタの中から2つ以上のエミッタに対して前記送信するステップおよび前記関連付けるステップを繰り返し実行するステップをさらに含む、請求項56に記載の方法。
【請求項５８】
前記レシーバを前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイが前記第2のダイに結合された後に実行される、請求項54に記載の方法。
【請求項５９】
第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための命令を含む機械可読記憶媒体であって、前記命令が、プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
前記第1のダイ上のエミッタから光信号を送信することと、
どのレシーバが前記エミッタからの前記送信された光信号を受信するかに基づいて前記第2のダイ上のレシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに関連付けることと
を行わせる、機械可読記憶媒体。
【請求項６０】
前記第2のダイ上の前記レシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイと前記第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６１】
前記第1のダイが、複数のエミッタを含み、前記第2のダイが、複数のレシーバを含む、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６２】
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、前記複数のエミッタの中から2つ以上のエミッタに前記送信すること、および前記関連付けることを繰り返し実行させる命令をさらに含む、請求項61に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６３】
前記レシーバを前記エミッタに前記関連付けることは、前記第1のダイが前記第2のダイに結合された後に実行される、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照により本明細書に明確に組み込まれる、2012年11月14日に出願した、“Through Silicon Optical Interconnects”という名称の米国特許仮出願番号第61/726,249号の優先権を主張する。
【０００２】
様々な特徴は、シリコン貫通光インターコネクトに関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤボンディングおよびシリコン貫通ビア(TSV:through silicon via)は、2つ以上のダイを共に電気的に接続するために使用され得る技術の例である。図1は、TSVを使用することによって互いに接続される2つのダイを図示する。具体的には、図1は、第1のダイ100、第2のダイ102、ならびにいくつかのはんだバンプ104a〜bおよび105a〜bを図示する。
【０００４】
第1のダイ100は、第1の領域106および第2の領域108を含む。第1の領域106は、第1のダイ100の裏側(back side)と呼ばれることがある。第1の領域106は、シリコン材料であり得る。第2の領域108は、ダイ100の表側(front side)と呼ばれることがある。第2の領域108は、第1のダイ100のアクティブ領域である。第2の領域/アクティブ領域108は、アクティブおよびパッシブデバイス(たとえば、トランジスタ)、導電体層(たとえば、金属層)ならびに誘電体層を含むことができる。アクティブ領域108は、コンタクトパッド110a〜bを含む。
【０００５】
第2のダイ102は、第1の領域112および第2の領域114を含む。第1の領域112は、第2のダイ102の裏側と呼ばれることがある。第1の領域112は、シリコン材料であり得る。第1の領域112は、いくつかのコンタクトパッド116a〜bおよびいくつかのTSV118a〜bを含む。第2の領域114は、第2のダイ102の表側と呼ばれることがある。第2の領域114は、第2のダイ102のアクティブ領域である。第2の領域/アクティブ領域114は、アクティブおよびパッシブデバイス、導電体層(たとえば、金属層)、誘電体層を含むことができる。
【０００６】
図1に示すように、第1のダイ100および第2のダイ102は、はんだバンプ104a〜bを介して共に結合される。具体的には、第1のダイ100のアクティブ領域108は、コンタクトパッド110a〜b、はんだバンプ104a〜b、コンタクトパッド116a〜b、およびTSV118a〜bを介して第2のダイ102のアクティブ領域114に電気的に結合される。これらの接続は、いくつかの実装形態では第1のダイ100へ電力信号を供給する。
【０００７】
図1はまた、はんだバンプ105a〜bを介して共に結合された第1のダイ100および第2のダイ102を図示する。具体的には、第1のダイ100のアクティブ領域108は、コンタクトパッド111a〜b、はんだバンプ104a〜b、コンタクトパッド117a〜b、およびTSV119a〜bを介して第2のダイ102のアクティブ領域114に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、これらの接続は、他のタイプの信号(たとえば、制御信号および/またはデータ信号)を供給する。
【０００８】
はんだバンプに加えてまたは代わりに、いくつかの実装形態は、第1のダイ100に接続するためにワイヤボンディング(たとえば、ワイヤボンド120a〜b)もまた使用できる。ワイヤボンド120a〜bが任意選択であることを示すために、ワイヤボンド120a〜bは、破線として示される。ワイヤボンド120a〜bは、図示しないプリント回路基板(PCB:printed circuit board)に結合されることがある。同様に、第2のダイ102は、はんだバンプ122a〜bに結合されたコンタクトパッド121a〜bを任意選択で含むことができる。コンタクトパッド121a〜bは、TSV118a〜bに結合されることがある。はんだバンプ122a〜bは、PCB(図示せず)に結合されることがある。
【０００９】
第1および第2のダイ100〜102間の上記の電気的接続は、大部分の事例では2つのダイを接続するための適切な解であり得る。しかしながら、いくつかの事例では、電気的接続が、2つ以上のダイを共に接続するための最適な解でないことがある。
【００１０】
したがって、パッケージ内で共に2つ以上のダイを結合するための設計の改善に対する必要性がある。理想的には、そのような設計は、新規な光インターコネクト技術を利用するであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
様々な特徴は、シリコン貫通光インターコネクトに関する。
【００１２】
第1の例は、第1のダイおよび光レシーバを含む半導体デバイスを提供する。第1のダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。光レシーバは、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を受信するように構成される。
【００１３】
ある態様によれば、各光信号は、第2のダイに結合された対応する光エミッタから発生する。いくつかの実装形態では、裏側層は、ダイ基板である。いくつかの実装形態では、光信号は、裏側層の基板部分を横切る。いくつかの実装形態では、第1のダイは、アクティブ層をさらに含み、ここで光レシーバは、アクティブ層の一部である。
【００１４】
一態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含み、光レシーバは、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される。いくつかの実装形態では、光レシーバは、第1のダイとは別個である。
【００１５】
一態様によれば、光レシーバは、複数の光センサを含む。いくつかの実装形態では、光レシーバは、特定の光信号を特定の光センサと関連付けるように構成される。いくつかの実装形態では、特定の光センサは、その光センサで受信した光信号を、特定のエミッタから発生したと識別するように構成される。
【００１６】
ある態様によれば、半導体デバイスは、光エミッタを含む第2のダイを含み、ここで第2のダイは、第1のダイの裏側に結合される。
【００１７】
一態様によれば、半導体デバイスは、光エミッタを含む第2のダイと、第1のダイと第2のダイとの間に位置する第3のダイであって、光レシーバが、第3のダイを通る特定の光信号を受信するように構成される、第3のダイとをさらに含む。
【００１８】
ある態様によれば、半導体デバイスは、光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに含む。
【００１９】
一態様によれば、半導体デバイスは、少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに含む。
【００２０】
ある態様によれば、半導体デバイスは、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる。
【００２１】
第2の例は、第1のダイおよび光トランスミッタを含む半導体デバイスを提供する。第1のダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。光エミッタは、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を送信するように構成される。
【００２２】
ある態様によれば、各光信号は、第2のダイに結合された対応する光エミッタに宛てられる。いくつかの実装形態では、裏側層は、ダイ基板である。いくつかの実装形態では、光信号は、裏側層の基板部分を横切る。
【００２３】
一態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。光エミッタは、アクティブ層の一部である。
【００２４】
ある態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。光エミッタは、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される。
【００２５】
一態様によれば、光エミッタは、第1のダイとは別個である。いくつかの実装形態では、光エミッタは、いくつかの光トランスミッタを含む。
【００２６】
ある態様によれば、半導体デバイスは、光レシーバを含む第2のダイをさらに含む。第2のダイは、第1のダイの裏側に結合される。
【００２７】
一態様によれば、半導体デバイスは、光レシーバを含む第2のダイと、第1のダイと第2のダイとの間に位置する第3のダイとをさらに含む。光エミッタは、第3のダイを通る特定の光信号を送信するように構成される。
【００２８】
ある態様によれば、半導体デバイスは、光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに含む。
【００２９】
一態様によれば、半導体デバイスは、少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに含む。
【００３０】
ある態様によれば、光トランスミッタは、いくつかの光信号を受信するようにさらに構成された光デバイスである。
【００３１】
ある態様によれば、半導体デバイスは、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる。
【００３２】
第3の例は、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む第1のダイを含む装置を提供する。本装置は、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を受信するための手段をさらに含む。
【００３３】
ある態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。受信するための手段は、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される。いくつかの実装形態では、受信するための手段は、いくつかの光センサを含む。いくつかの実装形態では、受信するための手段は、特定の光信号を特定の光センサと関連付けるように構成される。いくつかの実装形態では、特定の光センサは、その光センサで受信した光信号を、光信号を送信するための特定の手段から発生したと識別するように構成される。
【００３４】
一態様によれば、本装置は、受信するための手段へ少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに含む。
【００３５】
ある態様によれば、本装置は、少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに含む。
【００３６】
一態様によれば、本装置は、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる。
【００３７】
第4の例は、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む第1のダイを含む装置を提供する。本装置は、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を送信するための手段もまた含む。
【００３８】
ある態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。送信するための手段は、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される。
【００３９】
一態様によれば、本装置は、送信するための手段からの少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに含む。
【００４０】
ある態様によれば、本装置は、少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに含む。
【００４１】
一態様によれば、本装置は、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる。
【００４２】
第5の例は、半導体デバイスを提供するための方法を提供する。本方法は、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む第1のダイを設ける。本方法は、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を受信するように構成された光レシーバを設ける。
【００４３】
ある態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。光レシーバは、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を受信するようにさらに構成される。
【００４４】
一態様によれば、本方法は、光エミッタを含む第2のダイをさらに設ける。本方法はまた、第2のダイを第1のダイに結合する。
【００４５】
ある態様によれば、本方法は、光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに設ける。
【００４６】
一態様によれば、本方法は、少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む。
【００４７】
第6の例は、半導体デバイスを提供するための方法を提供する。本方法は、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む第1のダイを設けるステップを含む。本方法はまた、第1のダイの裏側層を通るいくつかの光信号を送信するように構成された光エミッタを設ける。
【００４８】
ある態様によれば、第1のダイは、アクティブ層をさらに含む。光エミッタは、第1のダイのアクティブ層の少なくとも一部を通るいくつかの光信号のうちの特定の光信号を送信するようにさらに構成される。
【００４９】
一態様によれば、本方法は、光レシーバを含む第2のダイを設けるステップをさらに含む。本方法はまた、第2のダイを第1のダイに結合する。
【００５０】
ある態様によれば、本方法は、光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む。
【００５１】
一態様によれば、本方法は、少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む。
【００５２】
第7の例は、第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための方法を提供する。本方法は、第1のダイ上のエミッタから光信号を送信する。本方法は、どのレシーバがエミッタから送信された光信号を受信するかに基づいて第2のダイ上のレシーバを第1のダイ上のエミッタに関連付ける。
【００５３】
ある態様によれば、第2のダイ上のレシーバを第1のダイ上のエミッタに関連付けるステップは、第1のダイと第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する。いくつかの実装形態では、第1のダイは、いくつかのエミッタを含み、第2のダイは、いくつかのレシーバを含む。いくつかの実装形態では、本方法は、いくつかのエミッタの中から2つ以上のエミッタに送信するステップおよび関連付けるステップを繰り返し実行するステップをさらに含む。
【００５４】
一態様によれば、レシーバをエミッタに関連付けるステップは、第1のダイが第2のダイに結合された後に実行される。
【００５５】
第8の例は、第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための命令を含む機械可読記憶媒体であって、命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、第1のダイ上のエミッタから光信号を送信させ、どのレシーバがエミッタから送信された光信号を受信するかに基づいて第2のダイ上のレシーバを第1のダイ上のエミッタに関連付けさせる、機械可読記憶媒体を提供する。
【００５６】
ある態様によれば、第2のダイ上のレシーバを第1のダイ上のエミッタに関連付けるステップは、第1のダイと第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する。いくつかの実装形態では、第1のダイは、いくつかのエミッタを含み、第2のダイは、いくつかのレシーバを含む。いくつかの実装形態では、機械可読記憶媒体は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、いくつかのエミッタの中から2つ以上のエミッタに送信し、関連付けることを繰り返し実行させる命令をさらに含む。
【００５７】
一態様によれば、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに、レシーバをエミッタに関連付けさせる命令は、第1のダイが第2のダイに結合された後に実行される。
【００５８】
様々な特徴、本質および利点は、図面とともに下に記述した詳細な説明から明らかになり、図面では、同様の参照符号は、全体を通して対応するように識別する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】シリコン貫通ビア(TSV)を使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図２】シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図３】シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図４】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信する多数の光エミッタの構成の図である。
【図５】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信する多数の光エミッタの別の構成の図である。
【図６】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの構成の図である。
【図７】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの別の構成の図である。
【図８】いくつかの光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの構成の図である。
【図９】いくつかの光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの別の構成の図である。
【図１０】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの構成の図である。
【図１１】いくつかの光センサを有する単一光レシーバへ送信するいくつかの光エミッタを有する単一光エミッタの別の構成の図である。
【図１２】シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図１３】反射部品を有するシリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図１４】反射部品を有するシリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイの図である。
【図１５】シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された3つのダイの図である。
【図１６】シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイを製造するための方法のフロー図である。
【図１７】2つのダイ間のシリコン貫通光インターコネクトをキャリブレーションするための方法のフロー図である。
【図１８】二重機能性光デバイスの光レシーバとの組合せの図である。
【図１９】二重機能性光デバイスの光エミッタとの組合せの図である。
【図２０】2つの二重機能性光デバイスの組合せの図である。
【図２１】本明細書において説明するICを組み込むことができる様々な電子デバイスの図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
以下の説明では、具体的な詳細が、本開示の様々な態様の十分な理解を提供するために与えられる。しかしながら、本態様は、これらの具体的な詳細がなくても実行され得ることを当業者によって理解されるであろう。たとえば、回路は、不必要な詳細で態様を不明瞭にすることを避けるためにブロック図で示されることがある。他の事例では、よく知られた回路、構造および技術は、本開示の態様を不明瞭にしないために詳細に示されないことがある。
【００６１】
概観
本開示のいくつかの例示的な実装形態は、ダイおよび光レシーバを含む半導体デバイスに関係する。ダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。光レシーバは、ダイの裏側層を通るいくつかの光信号を受信するためのものである。いくつかの光信号の中からの各特定の光信号は、いくつかの光エミッタの中からの特定の光エミッタから送信される。
【００６２】
本開示のいくつかの例示的な実装形態は、ダイおよびいくつかの光エミッタを含む半導体デバイスにもまた関係する。ダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。各特定の光エミッタは、ダイの裏側層を通る特定の光信号を光レシーバへ送信するためのものである。
【００６３】
本開示のいくつかの例示的な実装形態は、ダイ、反射部品、および光レシーバを含む半導体デバイスにもまた関係する。ダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。いくつかの実装形態では、裏側層を介した吸収率および/または損失が小さくなるように、光波長を選択するであろう。たとえば、いくつかの実装形態では、ダイの裏側層(たとえば、基板)がシリコン(Si)であるときには、光波長は、1.1ミクロン(μm)よりも長いであろう。反射部品は、光エミッタからの光信号を反射するためのものである。光レシーバは、ダイの裏側層を通る光信号を受信するためのものである。受信した光信号は、反射部品から反射される。
【００６４】
この開示のいくつかの例示的な実装形態は、ダイ、光エミッタ、および反射部品を含む半導体デバイスにもまた関係する。ダイは、光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層を含む。光エミッタは、ダイの裏側層を通る特定の光信号を送信するためのものである。いくつかの実装形態では、光信号は、送信の前に情報を符号化するために変調されることがある。反射部品は、光エミッタからの特定の光信号を反射するためのものである。
【００６５】
例示的なシリコン貫通光インターコネクト
電気的接続は、いくつかのケースでは、2つのダイを共に接続するために十分に良好かまたは適切であり得る。しかしながら、他の事例では、2つのダイ間の電気的接続は、最善の可能なまたは最適な解を与えないことがある。たとえば、比較的高い信号周波数の事例では、光接続または光インターコネクトは、電気的接続よりもより優れた電力効率を与える。いくつかの実装形態では、光インターコネクトのより優れた電力効率は、光信号が長い距離(たとえば、数ミリメートル(mm))を通って進むときのそれ自体の小さい寄生負荷のためである。
【００６６】
図2は、少なくとも1つのシリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合された2つのダイを図示する。具体的には、図2は、第1のダイ200、第2のダイ202、およびいくつかのはんだバンプ204a〜bを図示する。第1のダイ200および第2のダイ202は、いくつかの実装形態では各々シリコンダイである。第1のダイ200は、第1の領域206および第2の領域208を含む。第1の領域206は、第1のダイ200の裏側と呼ばれることがある(これはまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第1の領域206は、シリコン材料であり得る。いくつかの実装形態では、第1の領域206は、ガラスまたはプラスチックであってもよい。第2の領域208は、ダイ200の表側と呼ばれることがある。第2の領域208は、第1のダイ200のアクティブ領域である。第2の領域/アクティブ領域208は、アクティブおよびパッシブデバイス、導電体層(たとえば、金属層)、ならびに誘電体層を含むことができる。アクティブ領域208は、コンタクトパッド210a〜bを含む。
【００６７】
図2にさらに示すように、光エミッタ/変調器211は、アクティブ領域208に結合される。光エミッタ211は、いくつかの実装形態では変調光学的光源(modulating optical light source)である。簡潔さの目的で、光エミッタ211は、1つの構成要素として説明されるであろう。しかしながら、光エミッタ211が、エミッタ部品および変調器部品を含むいくつかの構成要素であり得ることを理解すべきである。いくつかの実装形態では、エミッタ部品は、光源(たとえば、III-Vレーザ)を発生する構成要素であり、一方で、変調器部品は、エミッタによって発生された光の位相および/または強度を変調する構成要素であり得る。いくつかの実装形態では、エミッタ部品からの光の位相および/または強度の変調は、第1のダイ200からの電気信号に基づく。
【００６８】
図2では、光エミッタ211は、第1のダイ200とは別個である(すなわち、光エミッタ211は、アクティブ領域208の外である)。しかしながら、いくつかの実装形態では、光エミッタ211は、第1のダイ200内(たとえば、第1のダイ200のアクティブ領域208の一部)に設置される。1つの光エミッタだけが図2に示されるが、いくつかの実装形態では、多数のエミッタが、第1のダイ200に結合されることがある。光エミッタ211は、光レシーバによって検出されるおよび/または受信されることが可能な光源/信号である。そのような光レシーバについて、第2のダイ202を参照して以下にさらに説明されるであろう。
【００６９】
図2に示すように、第2のダイ202は、第1の領域212および第2の領域214を含む。第1の領域212は、第2のダイ202の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第1の領域212は、シリコン材料であってよく、誘電体層を含むことができる。しかしながら、いくつかの実装形態では、第1の領域212は、ガラスまたはプラスチックであってもよい。第1の領域212は、いくつかのコンタクトパッド216a〜bおよびいくつかのTSV218a〜bを含む。第2の領域214は、第2のダイ202の表側と呼ばれることがある。第2の領域214は、第2のダイ202のアクティブ領域である。第2の領域/アクティブ領域214は、アクティブおよびパッシブデバイス、導電体層(たとえば、金属層)、ならびに誘電体層を含むことができる。
【００７０】
図2は、第2のダイ202のアクティブ領域214に結合された光レシーバ219をまた図示する。光レシーバ219は、(光エミッタ211からの光信号220などの)光エミッタからの光信号を受信および/または検出することができる光センサを含むことができる。光レシーバ219は、いくつかの実装形態では第2のダイ202とは別個である。他の実装形態では、光レシーバ219は、第2のダイ202内(たとえば、第2のダイ202のアクティブ領域214の一部に)設置される。1つの光レシーバだけが図2に示されたが、いくつかの実装形態では、多数の光レシーバが、第2のダイ202に結合されることがある。
【００７１】
図2は、2つのダイ間の通信の例を図示する。具体的には、図2は、第1のダイ200がどのようにして第2のダイ202と通信できるかを図示する。いくつかの実装形態では、第1のダイ200からの電気信号(電気信号は、第1のダイ200によって発生されても(たとえば、内部的に発生されても)よい、または図示されない別の入力によって第1のダイ200によって受信される電気信号でもよい)は、光信号に変換される。光信号は、次いで第2のダイ202へ送信され、ここで光信号は、電気信号に変換して戻される。光信号への電気信号の変換またはその逆(たとえば、電気信号への光信号の変換)は、当業者には知られた変換方法によって実行され得る。そのような変換のために必要ないずれかの回路、回路要素および/または構成要素を、明確さの目的で示さない。しかしながら、そのような回路、回路要素および/または構成要素が当業者にはよく知られていることは、当業者なら認識し、理解するであろう。光エミッタ211から光レシーバ219への光信号経路(たとえば、光信号経路220)は、本明細書において光インターコネクトと呼ばれる。しかしながら、光インターコネクトが動作するためには(すなわち、光レシーバ219が、第2のダイ202の第1の領域212を通る光信号220を受信できるためには)、第1の領域212は、透明材料のように振る舞うように十分に薄くなければならず、これによって光が通過することを可能にする(たとえば、第1の領域212は、低い吸収率および/または損失を有さなければならない)。材料の吸収率および/または損失は、光を吸収する材料の能力/特性を指す。いくつかの実装形態では、第2のダイ202の第1の領域212は、100ミクロン(μm)未満でなければならない。光信号の波長は、いくつかの実装形態では1ミクロン(μm)よりも長い。たとえば、光信号の波長は、いくつかの実装形態ではシリコン(Si)基板に対して1.0μmから1.6μmの間であってもよい。第1の領域212が厚過ぎる(すなわち、しきい値の厚さよりも厚い)場合には、第1の領域212は、光エミッタによって送信される光信号を吸収するであろう。いくつかの実装形態では、上記の光インターコネクトは、導波路に対する必要性を回避する。
【００７２】
上述した光インターコネクトは、図1に説明した電気的インターコネクトの一部またはすべてを置き換えることができる。具体的には、光インターコネクトは、いくつかの実装形態では図1のコンタクトパッド111a〜b、はんだバンプ104a〜b、コンタクトパッド117a〜b、およびTSV119a〜bによって規定した電気的インターコネクトを置き換えることができる。いくつかの実装形態では、上記の光インターコネクトは、高信号周波数または任意のタイプの信号(たとえば、制御信号および/またはデータ信号)用に使用されることがある。
【００７３】
光インターコネクトは、純粋な電気的接続に対していくつかの利益および利点を提供する。上に論じたように、光インターコネクトは、高信号周波数を使用するときに、電気的接続よりももっと電力効率が高い。さらに、光インターコネクトを使用することは、TSVに対する必要性を除去するはずであり、このようにTSVを製造することに起因する複雑さ(たとえば、アクティブシリコン(Si)トランジスタに対するTSVの相互作用)を減少させる。その上、光インターコネクトの使用は、TSVよりも緩い許容誤差を可能にする、これが、より優れたアセンブリ歩留りおよびより安価なアセンブリプロセスへと変換する。
【００７４】
図2に示すように、第1のダイ200および第2のダイ202は、はんだバンプ204a〜bを介してまた電気的に接続される。具体的には、第1のダイ200のアクティブ領域208は、コンタクトパッド210a〜b、はんだバンプ204a〜b、コンタクトパッド216a〜b、およびTSV218a〜bを介して第2のダイ202のアクティブ領域214に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、第1のダイ200と第2のダイ202との間の(TSV218a〜bを使用する)電気的接続は、電力信号および/または低周波数信号用に使用される。
【００７５】
図3は、2つのダイを結合するために光インターコネクトを使用するための別の実装形態を図示する。図3は、第1のダイが多数の光エミッタを有し、第2のダイが異なるソース(たとえば、異なるエミッタ)からの光信号を受信することおよび/または検出することができる大きいレシーバを有することを除いて、図2と同様である。具体的には、図3は、第2のダイ302に結合された第1のダイ300を図示する。第1のダイ300は、第1の領域304および第2の領域306を含む。第1の領域304は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域304は、第1のダイ300の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域306は、第1のダイ300のアクティブ領域である。第2の領域306は、第1の光エミッタ308、第2の光エミッタ310および第3の光エミッタ312に結合される。第1、第2、および第3の光エミッタ308〜312は、いくつかの実装形態では第2の領域306の一部(たとえば、第2の領域306の中に組み込まれる)であってもよい。
【００７６】
第2のダイ302は、第1の領域314および第2の領域316を含む。いくつかの実装形態では、第1の領域314は、第2のダイ302の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域316は、大きな光レシーバ318に結合される。光レシーバ318は、光エミッタ308〜312のサイズに対して大きい。光レシーバ318は、いくつかの実装形態では第2のダイ302の第2の領域316の一部(たとえば、第2の領域316の中に組み込まれる)であってもよい。光レシーバ318は、光エミッタ308〜312からの光信号を受信するためのものである。具体的には、光レシーバ318は、第1の光エミッタ308からの第1の信号320、第2の光エミッタ310からの第2の信号322、および第3の光エミッタ312からの第3の信号324を受信するためのものである。いくつかの実装形態では、第1、第2、および第3の信号320〜324は、同じ特性(たとえば、同じ波長)を有する。他の実装形態では、第1、第2、および第3の信号320〜324は、異なる特性(たとえば、異なる波長)を有する。そのような事例では、光レシーバ318は、異なる波長を区別することが可能であり得る。大きな光レシーバ318は、光センサのアレイであり得る。いくつかの実装形態では、光レシーバ318の中の特定の光センサは、特定の光エミッタと関連付けられてもよい。そのようなものとして、大きな光レシーバ318は、いくつかの実装形態ではいくつかのより小さい光レシーバを含むことができる。
【００７７】
大きな光レシーバ318を使用することは、いくつかの利点がある。一例として、これは、光レシーバをダイに取り付けるときおよび/または2つのダイを共に結合するときに、より緩い製造許容誤差を可能にする。一例では、光レシーバは、光センサのアレイを含むことができる。光センサの相対的な位置は、知られており、マッピングされる。これらの光センサは、ダイに結合された後、光エミッタからのある種の光信号に対応するように、キャリブレーションされるおよび/または割り当てられることがある。このように、アセンブリプロセス中に、完璧に位置を合わせられることは、光レシーバにとって不可欠ではない。結果として、より高い製造歩留りが、アセンブリプロセス中に実現される。
【００７８】
大きな光レシーバを使用することに加えてまたは代わりに、いくつかの実装形態は、大きい光エミッタを使用できる。大きい光エミッタは、いくつかのより小さい光エミッタを含むことができる。そのようなものとして、大きい光エミッタは、より小さい光エミッタのアレイであってもよい。いくつかの実装形態では、大きい光エミッタの使用は、大きな光レシーバを使用することについて上述したような同じ利点を与えることができる。その上、光エミッタのアレイは、大きな光レシーバについて上述したような同様の方式でキャリブレーションされ、割り当てられることがある。大きな光エミッタおよび大きな光レシーバの使用について説明したが、これらの光センサおよびエミッタのキャリブレーションおよび割当てが、以下にさらに説明されるであろう。
【００７９】
図4〜図11は、光エミッタおよび光レシーバのキャリブレーションおよび/または割当てが、シリコン貫通インターコネクトのいくつかの実装形態においてどのように使用され得るかの様々な例を図示する。簡潔さおよび明確さの目的で、ダイ(IC)の構成要素のすべては、図4〜図11には示されない。
【００８０】
図4は、ダイ、大きな光レシーバおよびいくつかの光エミッタを含む構成を図示する。図4に示すように、ダイ400は、第1の領域402および第2のアクティブ領域404を含む。いくつかの実装形態では、第1の領域402は、ダイ400の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。図4は、光レシーバ406、第1の光エミッタ408、第2の光エミッタ410、および第3の光エミッタ412もまた図示する。
【００８１】
光レシーバ406は、ダイ400に結合される。より具体的には、光レシーバ406は、第2のアクティブ領域404に結合される。光レシーバ406は、いくつかの実装形態では第2のアクティブ領域404の中に組み込まれることがある。光レシーバ406は、ダイ400の一部であってもよく、ダイ400の別個の構成要素であってもよい。図4にさらに示すように、光レシーバ406は、光レシーバ414〜426のアレイを含む。これらの光レシーバ414〜426は、光センサである。そのようなものとして、光レシーバ406は、光センサのアレイを含む。
【００８２】
光エミッタ408〜412は、別のダイ(これは、明確さの目的で図示されない)に結合された光エミッタである。このダイは、ダイ400に結合されたダイであってもよい。図4に示すように、光エミッタ408〜412は、第1の光エミッタ408からの第1の光信号が第2のアクティブ領域404を通り光レシーバ416によって受信されるような方法で位置を合わせられる。同様に、第2の光エミッタ410は、第2の光エミッタ410からの第2の光信号が第2のアクティブ領域404を通り光レシーバ420によって受信されるような方法で位置を合わせられる。さらに、第3の光エミッタ412は、第3の光エミッタ412からの第3の光信号が第2のアクティブ領域404を通り光レシーバ424によって受信されるような方法で位置を合わせられる。
【００８３】
この構成では、光レシーバ416によって受信されるいずれの光信号も、第1の光エミッタ408によって送信されていると見なされるであろう。同様に、光レシーバ420によって受信されるいずれの光信号も、第2の光エミッタ410によって送信されていると見なされるであろう。さらに、光レシーバ424によって受信されるいずれの光信号も、第3の光エミッタ412によって送信されていると見なされるであろう。
【００８４】
いくつかの事例では、エミッタとレシーバとの間の位置合わせが、異なることがある。図5は、ダイ、光レシーバおよびいくつかの光エミッタを含む構成の例を図示する。図5は、光レシーバ414〜426に対してのエミッタ408〜412の位置合わせが異なることを除いて、図4と同様である。図5に示すように、第1の光エミッタ408は、ここでは光レシーバ418と位置を合わせられ、第2の光エミッタ410は、ここでは光レシーバ420と位置を合わせられ、そして第3の光エミッタ412は、ここでは光レシーバ424と位置を合わせられる。
【００８５】
光エミッタおよび光レシーバの位置合わせおよび構成の上記の例は、いくつかの光エミッタおよび1つの大きな光レシーバに限定されない。上述した新規な位置合わせおよび構成は、1つの大きな光エミッタおよび1つの大きな光レシーバを含む構成、ならびに1つの大きな光エミッタおよびいくつかの光レシーバを含む構成においてもまた使用されることがある。1つの大きな光エミッタおよび1つの大きな光レシーバを含む構成の例について、図6〜図7を参照して示しかつ説明し、一方で、1つの大きな光エミッタおよびいくつかの光レシーバを含む構成の例について、図8〜図9を参照して示しかつ説明する。
【００８６】
図6は、ダイ、大きな光レシーバおよび大きな光エミッタを含む構成を図示する。図6に示すように、ダイ600は、第1の領域602および第2のアクティブ領域604を含む。いくつかの実装形態では、第1の領域602は、ダイ600の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。図6はまた、光レシーバ606および光エミッタ607を図示する。
【００８７】
光レシーバ606は、ダイ600に結合される。より具体的には、光レシーバ606は、第2のアクティブ領域604に結合される。光レシーバ606は、いくつかの実装形態では第2のアクティブ領域604の中に組み込まれることがある。光レシーバ606は、ダイ600の一部であってもよく、ダイ600の別個の構成要素であってもよい。図6にさらに示すように、光レシーバ606は、光レシーバ614〜626のアレイを含む。これらの光レシーバ614〜626は、光センサである。そのようなものとして、光レシーバ606は、光センサのアレイを含む。
【００８８】
図6に示すように、光エミッタ607は、光エミッタ608〜612を含む。そのようなものとして、光エミッタは、いくつかの実装形態では光エミッタのアレイである。光エミッタ607は、別のダイ(これは、明確さの目的で図示されない)に結合された光エミッタである。このダイは、ダイ600に結合されたダイであってもよい。図6に示すように、光エミッタ607は、光エミッタ608からの第1の光信号が第2のアクティブ領域604を通って光レシーバ616によって受信されるような方法で位置を合わせられる。同様に、光エミッタ607は、光エミッタ610からの第2の光信号が第2のアクティブ領域604を通って光レシーバ620によって受信されるような方法で位置を合わせられる。さらに、光エミッタ607は、光エミッタ612からの第3の光信号が第2のアクティブ領域604を通って光レシーバ624によって受信されるような方法で位置を合わせられる。
【００８９】
そのようなものとして、この構成では、光レシーバ616によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ608によって送信されていると見なされるであろう。同様に、光レシーバ620によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ610によって送信されていると見なされるであろう。さらに、光レシーバ624によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ612によって送信されていると見なされるであろう。
【００９０】
図7は、ダイ、大きな光レシーバおよび大きな光エミッタを含む構成の例を図示する。図7は、光レシーバ606に対する光エミッタ607の位置合わせが異なることを除いて、図6と同様である。図7に示すように、エミッタ608は、ここでは光レシーバ614と位置を合わせられ、エミッタ610は、ここでは光レシーバ618と位置を合わせられ、そして光エミッタ612は、ここでは光レシーバ622と位置を合わせられる。
【００９１】
図8は、ダイ、大きな光エミッタおよびいくつかの光レシーバを含む構成を図示する。図8に示すように、ダイ800は、第1の領域802および第2のアクティブ領域804を含む。いくつかの実装形態では、第1の領域802は、ダイ800の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。図8は、光エミッタ806およびいくつかの光レシーバ814〜826をまた図示する。
【００９２】
光レシーバ814〜826は、ダイ800に結合される。より具体的には、光レシーバ814〜826は、第2のアクティブ領域804に結合される。光レシーバ814〜826は、いくつかの実装形態では第2のアクティブ領域804の中に組み込まれることがある。光レシーバ814〜826は、ダイ800の一部であってもダイ800の別個の構成要素であってもよい。
【００９３】
図8に示すように、光エミッタ806は、光エミッタ808〜812を含む。そのようなものとして、光エミッタは、いくつかの実装形態では光エミッタのアレイである。光エミッタ807は、別のダイ(これは、明確さの目的で図示されない)に結合された光エミッタである。このダイは、ダイ800に結合されたダイであってもよい。図8に示すように、光エミッタ806は、光エミッタ808からの第1の光信号が第2のアクティブ領域804を通って光レシーバ816によって受信されるような方法で位置を合わせられる。同様に、光エミッタ806は、光エミッタ810からの第2の光信号が第2のアクティブ領域804を通って光レシーバ820によって受信されるような方法で位置を合わせられる。さらに、光エミッタ806は、光エミッタ812からの第3の光信号が第2のアクティブ領域804を通って光レシーバ824によって受信されるような方法で位置を合わせられる。
【００９４】
そのようなものとして、この構成では、光レシーバ816によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ808によって送信されていると見なされるであろう。同様に、光レシーバ820によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ810によって送信されていると見なされるであろう。さらに、光レシーバ824によって受信されるいずれの光信号も、光エミッタ812によって送信されていると見なされるであろう。
【００９５】
図9は、ダイ、大きな光エミッタおよびいくつかの光レシーバを含む構成の例を図示する。図9は、光エミッタ806に対する光レシーバ814〜826の位置合わせが異なることを除いて、図8と同様である。図9に示すように、光エミッタ808は、ここでは光レシーバ814と位置を合わせられ、光エミッタ810は、ここでは光レシーバ816と位置を合わせられ、そして光エミッタ812は、ここでは光レシーバ820と位置を合わせられる。
【００９６】
図10〜図11は、いくつかの実装形態における光エミッタおよび光レシーバの位置合わせおよび構成の例を図示する。図10は、光エミッタ1000および光レシーバ1002を図示する。光エミッタ1000は、光エミッタのアレイを含む。光レシーバ1002は、光レシーバ/センサのアレイを含む。図10に示すように、光エミッタ1004は、光レシーバ1006と位置を合わせられる/関連付けられる。
【００９７】
図11は、図10の光エミッタ1000および光レシーバ1002を図示する。図11は、光エミッタ1000が光レシーバ1002からずれることを除いて、図10と同様である。図11に示すように、光エミッタ1000が光レシーバ1002からずれると、エミッタおよびレシーバの一部またはすべての位置合わせが変わる。図11に示すように、光エミッタ1004は、光レシーバ1006の代わりにここでは光レシーバ1008と位置を合わせられる/関連付けられる。同様に、他の光エミッタもまた、異なる光レシーバと位置を合わせられる/関連付けられる。図10〜図11は、2つのダイを互いに結合した後、光エミッタおよび光レシーバがどのように設定可能であり得るかを図示する。これらの光エミッタおよび光レシーバが設定可能であるので、光エミッタおよび/または光レシーバのそれ自体のそれぞれのダイ上の配置は、光デバイス、光エミッタおよび/または光レシーバが設定可能でない場合のように正確および/または精密でなければならないことはない。ダイが互いに結合された(たとえば、物理的に結合された)後、位置合わせ、キャリブレーション、および/または設定が行われるので、光エミッタおよび/または光レシーバの位置合わせ、キャリブレーション、および/または設定は、ダイの何らかの位置合わせずれを考慮することが可能である。いくつかの実装形態では、光エミッタおよび/または光レシーバをキャリブレーションする、調節するおよび/または設定する能力は、完璧に位置を合わせられていないダイが依然として動作するおよび/または機能することが可能であるので、より高い製造歩留りをもたらすであろう。光エミッタおよび/または光レシーバをキャリブレーションする、設定するおよび/または調節するための方法の例について、図17を参照して下記にさらに説明される。
【００９８】
図4〜図11は、光信号がダイの1つのアクティブ領域を通って横切る実装形態を図示する。しかしながら、いくつかの実装形態では、光信号は、ダイの多数のアクティブ領域を通って横切ることができる。
【００９９】
図12は、2つのダイを結合するために光インターコネクトを使用するための別の実装形態を図示する。明確さおよび簡潔さの目的ために、構成部品のいくつかだけが論じられるであろう。図12は、第1のダイ1200、第2のダイ1202、およびプリント回路基板(PCB)1220を図示する。図12に示すように、第1のダイ1200は、ボンディング材料1204を用いて第2のダイ1202に物理的に結合される。ボンディング材料1204は、光がボンディング材料を通過することを可能にする材料である。第1のダイ1200は、第1の領域1206および第2の領域1208を含む。第1の領域1206は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1206は、ダイ1200の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域1208は、アクティブ領域である。アクティブ領域1208は、光エミッタ1210に結合される。光エミッタは、光信号1212を送信することが可能であり得る。第1のダイ1200は、ワイヤボンド1222a〜bを介してPCB1220に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、ワイヤボンド1222a〜bは、第1のダイ1200へ電力信号を供給する。
【０１００】
第2のダイ1202は、第1の領域1214およびアクティブ領域1216を含む。第1の領域1214は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1214は、ダイ1202の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域1216は、アクティブ領域である。アクティブ領域1216は、光レシーバ1218に結合されることがある。光レシーバ1218は、第1のダイ1200の第1の領域1206および第2のダイ1202の第1の領域1214を通る光信号(たとえば、光信号1212)を検出するためおよび/または受信するためのものである。光レシーバ1218は、いくつかの実装形態では第2のダイ1202の第2の領域1216の中へと組み込まれてもよい。図12に示すように、第2のダイ1202は、はんだバンプ1224a〜bを介してPCB1220に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、第2のダイ1202への電力信号は、はんだバンプ1224a〜bを介して供給される。このように、この実装形態では、光信号は、光信号が光レシーバによって受信される前に2つのアクティブ領域(たとえば、第1のダイのアクティブ領域の一部またはすべて、および第2のダイのアクティブ領域の一部またはすべて)を横切る。いくつかの実装形態では、光信号が1つのダイから別のダイへと良好に送信されるためには、光信号の信号経路は、十分な光が通過することが可能であるように十分に薄く(たとえば、透明)でなければならない。いくつかの実装形態では、光信号が1つのダイから別のダイへ良好に送信されるためには、光信号の信号経路は、十分な光が通過することが可能であるように十分に低い吸収率を持たなければならない(たとえば、光信号が横切る材料の吸収率は、十分な光が通過することができるほど十分に低くなければならない)。図12に示すように、光信号は、光エミッタ1210から第1のダイ1200のアクティブ領域1208を通り、第1のダイ1200の第1の領域(たとえば、基板領域)1206を通り、ボンディング材料1204を通り、次いで第2のダイ1202のアクティブ領域1216へと第2のダイの第1の領域(たとえば、基板領域)1214を通り、そして最終的には光レシーバ1218中への光経路を横断する(transverse)。
【０１０１】
反射部品を使用する例示的な光インターコネクト
図13は、2つのダイを接続するために光インターコネクトを使用するためのさらに別の実装形態を図示する。図13が光エミッタからの光信号を向けるためおよび/または反射するための反射部品(たとえば、鏡)をまた含むことを除いて、図13は、図2と同様である。具体的には、図13は、第1のダイ1300および第2のダイ1302を図示する。
【０１０２】
第1のダイ1300は、第1の領域1303および第2のアクティブ領域1304を含む。第1の領域1303は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1303は、ダイ1300の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。光エミッタ1305および反射部品1306(たとえば、鏡)は、第1のダイ1300に結合される。光エミッタ1304および反射部品1306は、第1のダイ1300の一部(たとえば、ダイのアクティブ領域の一部)であってもよく、またはこれらはダイ1300の別個の構成要素であってもよい。光レシーバ1308は、第2のダイ1302に結合される。第2のダイ1302は、第1の領域1307および第2のアクティブ領域1308を含む。第1の領域1307は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1307は、ダイ1302の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。光エミッタ1305は、反射部品1306へ光信号(たとえば、光信号1310)を送信するように構成される。反射部品1306は、第2のダイ1302内の光レシーバ1309が光信号を受信できるように光信号を向ける/反射する。
【０１０３】
図14は、2つのダイを接続するために光インターコネクトを使用するためのさらに別の実装形態を図示する。図14が光エミッタからの光信号を向けるため/反射するための反射部品(たとえば、鏡)もまた含むことを除いて、図14は、図2と同様である。具体的には、図14は、第1のダイ1400および第2のダイ1402を図示する。第1のダイ1400は、第1の領域1403および第2のアクティブ領域1404を含む。第1の領域1403は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1403は、ダイ1400の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。光エミッタ1405は、第1のダイ1400に結合される。反射部品1406(たとえば、鏡)および光レシーバ1409は、第2のダイ1402に結合される。第2のダイ1402は、第1の領域1407および第2のアクティブ領域1408を含む。第1の領域1407は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1407は、ダイ1402の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。反射部品1406および光レシーバ1409は、第2のダイ1402の一部であってもよく、またはこれらは、いくつかの実装形態では第2のダイ1402の別個の構成要素であってもよい。光エミッタ1404は、第2のダイ1402の反射部品1406へ光信号(たとえば、光信号1410)を送信するように構成される。反射部品1406は、いくつかの実装形態では第2のダイ1402内の光レシーバ1408が光信号を受信できるように光信号を向ける/反射する。
【０１０４】
図13〜図14は、1つの反射部品(たとえば、反射部品1306、反射部品1406)の使用を図示する。しかしながら、いくつかの実装形態では、多数の反射部品が使用されてもよい。いくつかの実装形態では、光信号は、いくつかの反射部品を介して反射されてもよい。たとえば、光エミッタからの光信号は、光信号が光レシーバに到達する前に、一連の反射部品(たとえば、第1の反射部品、第2の反射部品、第3の反射部品)を介して反射されてもよい。これらの反射部品は、ダイのうちの1つの上に、または2つのダイの組合せの上に設置されることがある。
【０１０５】
さらに、反射部品は、いくつかの実装形態では光信号を分散できる。そのような実装形態では、反射部品は、様々な光信号中の光信号を分離する/分解することができ、少なくとも1つの分離された光信号が別の分離された光信号とは異なるトランスミッタへ向けられる。たとえば、エミッタは、光信号を分散させる/分離する反射部品へ光信号を送信でき、これによって第1の分離された光信号が第1の方向に(たとえば、第1のレシーバへ)向けられる一方で、第2の分離された光信号が第2の方向に(たとえば、第2のレシーバへ)向けられる。異なる実装形態は、光信号を別なように分散できる。いくつかの実装形態では、光信号は、3つ以上の方向に(たとえば、3つ以上のレシーバへ)分散されることがある。
【０１０６】
図2〜図14は、光エミッタ、光レシーバおよび/または反射部品についての様々な位置の例を図示する。光エミッタ、光レシーバおよび/または反射部品は、ダイ内および/または周りの任意の場所に設置され得ることに留意すべきである。さらに、光エミッタの位置は、光レシーバの位置と入れ替えられることがある。
【０１０７】
図2〜図14は、何らかの介在するダイがない状態での、2つのダイ間の光インターコネクト(たとえば、2つのダイ間の光信号)の例を図示する。しかしながら、いくつかの実装形態では、1つまたは複数の光インターコネクトは、間に少なくとも1つの介在するダイがある状態で、2つのダイ間に存在することができる。たとえば、第1のダイ上のエミッタから第2のダイ上のレシーバへの光信号は、第1のダイと第2のダイとの間に位置する第3のダイを横切ることができる。そのような事例では、光信号は、いくつかのアクティブ領域および/またはバックレイヤ領域を横切ることができる。
【０１０８】
図15は、2つのダイと2つのダイ間に介在するダイとの間に光インターコネクトを使用する例を図示する。明確さおよび簡潔さの目的で、構成部品のうちのいくつかだけが、論じられるであろう。図15は、第1のダイ1500、第2のダイ1502、第3のダイ1503およびプリント回路基板(PCB)1520を図示する。図15に示すように、第1のダイ1500は、第3のダイ1503に結合され、かつ第3のダイ1503は、ボンディング材料1504を用いて第2のダイ1502に結合される。ボンディング材料1504は、光がボンディング材料を通過することを可能にする材料である。第1のダイ1500は、第1の領域1506および第2の領域1508を含む。第1の領域1506は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1506は、ダイ1500の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域1508は、アクティブ領域である。アクティブ領域1508は、光エミッタ1510に結合される。光エミッタは、光信号1512を送信することが可能であり得る。第1のダイ1500は、ワイヤボンド(図示せず)を介してPCB1520に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、ワイヤボンドは、第1のダイ1500へ電力信号を供給する。
【０１０９】
第2のダイ1502は、第1の領域1514および第2の領域1516を含む。第1の領域1514は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1514は、ダイ1502の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域1516は、アクティブ領域である。アクティブ領域1516は、光レシーバ1518に結合されることがある。光レシーバ1518は、光信号(たとえば、光信号1512)を検出および/または受信するように構成される。
【０１１０】
第3のダイ1503は、第1の領域1522および第2の領域1524を含む。第1の領域1522は、シリコンから作られることがある。いくつかの実装形態では、第1の領域1522は、ダイ1503の裏側と呼ばれることがある(ダイの裏側はまた、ダイ基板と呼ばれてもよい)。第2の領域1524は、アクティブ領域である。
【０１１１】
図15に示すように、光レシーバ1518は、第3のダイ1503(すなわち、第1の領域1522および第2の領域1524)ならびに第2のダイ1502の第1の領域1514を通る光信号を(たとえば、光信号1512)を検出および/または受信するように構成される。光レシーバ1518は、第2のダイ1502の第2の領域1516を通る光信号もまた受信できる。光レシーバ1518は、いくつかの実装形態では第2のダイ1502の第2の領域1516の中に組み込まれることがある。図15にさらに示すように、第2のダイ1502は、はんだバンプ1524a〜1524bを介してPCB1520に電気的に結合される。いくつかの実装形態では、第2のダイ1502への電力信号は、はんだバンプ1524a〜1524bを介して供給される。このように、この実装形態では、光信号は、光信号が光レシーバによって受信される前に、2つのアクティブ領域(たとえば、第1のダイのアクティブ領域の一部またはすべて、および第2のダイのアクティブ領域の一部またはすべて)を横切る。いくつかの実装形態では、光信号が1つのダイから別のダイへ良好に送信されるためには、光信号の信号経路は、十分な光が通過することが可能であるように十分に薄く(たとえば、透明)でなければならない。いくつかの実装形態では、光信号が1つのダイから別のダイへ良好に送信されるためには、光信号の信号経路は、十分な光が通過することが可能であるように十分に低い吸収率を持たなければならない(たとえば、光信号が横切る材料の吸収率は、十分な光が通過することができるほど十分に低くなければならない)。
【０１１２】
図15に示すように、光信号は、エミッタ1510から第3のダイ1503のアクティブ領域1524を通り、第3のダイ1503の第1の領域(たとえば、基板領域)1522を通り、ボンディング材料1504を通り、次いで第2のダイ1502のアクティブ領域1516へと第2のダイの第1の領域(たとえば、基板領域)1514を通り、そして最終的には光レシーバ1518中へと光経路を横断する。このように、図15に示した例では、光信号が通過するすべての材料の累積吸収率は、いくつかの実装形態では、光信号がエミッタからレシーバまで横切ることができるほど十分に低くなければならない。図15に関して上述した吸収率および/または累積吸収率は、図2〜図14に説明した実装形態、ならびに本開示において説明したいずれかの他の実装形態にもまた適用可能であり得る。
【０１１３】
本開示において説明した様々な実装形態の1つの利点は、ダイ中での光導波路の使用を避けるおよび/または回避することができることである。光導波路は、ダイの中に(たとえば、ダイのアクティブ領域の中に)作り込むことが困難である。このように、光導波路を避けるおよび/または回避することによって、ダイの製造がはるかに容易でありかつ安価である。
【０１１４】
エミッタが、光信号を同じ周波数または異なる周波数で送信できることにもまた留意されたい。たとえば、エミッタの第1のセットが、第1の周波数で送信でき、同時に、エミッタの第2のセットが、第2の周波数で送信できる、等である。同様に、レシーバは、任意の周波数の光信号または周波数のあるセットだけを受信するように構成され得る。異なる実装形態は、異なる周波数で異なる光信号を送信および/または受信するように構成されたエミッタとレシーバとの異なる組合せを使用できる。
【０１１５】
様々な光エミッタおよび光レシーバについて説明しており、シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合されたダイを製造するための方法について、ここで後述される。
【０１１６】
シリコン貫通光インターコネクトを有するダイを製造するための例示的な方法
図16は、シリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合されたダイを製造/提供するための方法のフロー図を図示する。
【０１１７】
本方法は、第1のダイのアクティブ領域を(1605において)設けるステップによって開始する。いくつかの実装形態では、ダイのアクティブ領域を設けるステップは、ダイの上にアクティブおよびパッシブデバイス(たとえば、トランジスタ)、導電体層(たとえば、金属層)ならびに誘電体層を定義するステップ/製造するステップを含むことができる。
【０１１８】
次に、本方法は、第1のダイに対しての少なくとも1つの光エミッタを(1610において)設ける。いくつかの実装形態では、光エミッタは、1つまたは複数のダイのアクティブ領域および/または非アクティブ領域(たとえば、裏側/基板)を通る光信号を送信するように構成される。たとえば、光エミッタは、第1のダイおよび/または第1のダイに結合され得る別のダイ(たとえば、第2のダイ)のアクティブ領域および/または非アクティブ領域を通る光信号を送信するように構成されてもよい。いくつかの実装形態では、光エミッタを設けるステップは、第1のダイのアクティブ領域内に光エミッタを製造するステップを含むことができる。
【０１１９】
本方法は、次いで任意選択で、第1のダイに対しての少なくとも1つの反射部品を(1615において)設けることができる。反射部品は、鏡であってもよい。いくつかの実装形態では、反射部品は、少なくとも1つの光エミッタからの光信号を反射するおよび/または分散させるためのものである。反射部品は、いくつかの実装形態では第1のダイのアクティブ領域の一部であってもよい。
【０１２０】
光エミッタを(1610において)設けるステップまたは反射部品を(1615において)設けるステップの後、本方法は、第2のダイに対してのアクティブ領域を(1620において)設ける。第1のダイのケースにおけるように、第2のダイに対してのアクティブ領域を設けるステップは、第2のダイ上にアクティブおよびパッシブデバイス(たとえば、トランジスタ)、導電体層(たとえば、金属層)ならびに誘電体層を定義するステップ/製造するステップを含むことができる。
【０１２１】
次に、本方法は、第2のダイに対しての少なくとも1つの光レシーバを(1625において)設ける。光レシーバは、第2のダイのアクティブ領域内に定義される/製造されることがある。光レシーバは、1つもしくは複数のダイの1つもしくは複数のアクティブ領域(たとえば、第1のダイのアクティブ領域および/もしくは第2のダイのアクティブ領域)ならびに/または1つもしくは複数のダイの1つもしくは複数の非アクティブ領域(たとえば、基板領域/裏側領域)を通る光信号を受信するように構成される。
【０１２２】
第2のダイに対しての少なくとも1つの光レシーバを(1625において)設けるステップの後、本方法は、任意選択で、第2のダイの少なくとも1つの光レシーバへ光信号を反射する/分散させるための少なくとも1つの反射部品(たとえば、鏡)を(1630において)設けることができる。反射部品は、いくつかの実装形態では第2のダイのアクティブ領域の一部であってもよい。
【０１２３】
本方法は、次いで、第1のダイを第2のダイに(1635において)結合して、終了する。第1のダイおよび第2のダイは、共に結合されることが可能であり、その結果、第1のダイおよび第2のダイは、少なくとも光エミッタおよび光レシーバを介して互いに通信する。いくつかの実装形態では、第1のダイおよび第2のダイを結合するステップは、第1のダイを第2のダイに組み立てるステップを含む。
【０１２４】
シリコン貫通光インターコネクトのキャリブレーションのための例示的な方法
図17は、シリコン貫通光インターコネクトのキャリブレーションの方法の例示的なフロー図を図示する。いくつかの実装形態では、図17の方法の一部またはすべては、図16において上述したシリコン貫通光インターコネクトを使用して共に結合されるダイを製造する/提供する方法において実施されてもよい。
【０１２５】
本方法は、第1のダイを第2のダイに(1705において)結合するステップによって開始する。第1のダイは、少なくとも1つの光エミッタを含み、そして第2のダイは、少なくとも1つの光レシーバを含む。第1のダイおよび第2のダイは、共に結合されることが可能であり、その結果、第1のダイおよび第2のダイは、少なくとも1つの光エミッタおよび光レシーバを介して互いに通信する。いくつかの実装形態では、第1のダイおよび第2のダイを結合するステップは、第1のダイを第2のダイに組み立てるステップを含む。
【０１２６】
次に、本方法は、第1のダイから特定の光エミッタを(1710において)選択する。特定の光エミッタを(1710において)選択するステップの後、本方法は、選択した光エミッタから光信号を(1715において)送信する。いくつかの実装形態では、光信号は、1つまたは複数のダイの1つまたは複数のアクティブ領域(たとえば、第1のダイおよび/または第2のダイのアクティブ領域)を通って送信されることがある。いくつかの実装形態では、光信号は、1つまたは複数のダイの1つまたは複数の非アクティブ領域(たとえば、基板領域/裏側領域)を通って送信されてもよい。
【０１２７】
光信号を(1715において)送信するステップの後、本方法は、選択した光エミッタ(たとえば、光信号を送信した光エミッタ)を送信した光信号を受信する第2のダイ上の光レシーバ(たとえば、光センサ)に(1720において)関連付ける。
【０１２８】
次に、本方法は、さらに光エミッタがあるかどうかを(1725において)判断する。Yesの場合には、本方法は、1710へ戻るように進み、第1のダイから別の光エミッタを選択する。いくつかの実装形態では、光エミッタを選択するステップ、光エミッタからの光信号を送信するステップ、および選択した光エミッタを光レシーバに関連付けるステップの数回の反復が、実行されてもよい。
【０１２９】
本方法は、他の光エミッタがないことを(1725において)判断するステップの後、終了する。いくつかの実装形態では、上記の方法は、2つ以上のダイの組立て(たとえば、2つ以上のダイの物理的結合)の後、共に光学的に結合されることを可能にするキャリブレーション方法について説明する。図17の方法の一部またはすべては、第1のダイ、第2のダイ、および/または第3のダイ(たとえば、第3のプロセッサ)によって実行されることがある。いくつかの実装形態では、図17の方法の一部またはすべては、いくつかのダイ(たとえば、第1のダイおよび第2のダイ)によって実行されてもよい。さらに、図17の方法の一部またはすべては、外部装置および/または機械(たとえば、試験機)によって実行されてもよい。
【０１３０】
送信および受信機能を有する光デバイス
本開示では、光トランスミッタ(たとえば、エミッタ)および光レシーバについて、別個の光デバイス/装置として説明される。しかしながら、いくつかの実装形態では、これらの光デバイスは、光送信および光受信の両方の能力および/または機能を有することができる。すなわち、いくつかの実装形態では、光トランスミッタは、光信号を送信/放出することができ、かつ光信号を受信/検出することができる。同様に、いくつかの実装形態では、光レシーバは、光信号を受信/検出すること、ならびに光信号を送信/放出することができる。これらの二重機能性光デバイスは、いくつかの実装形態では双方向光デバイス(たとえば、双方向トランスミッタ/レシーバ)と呼ばれることがある。
【０１３１】
これらの二重機能性光デバイスは、設定可能であってもよく、(本開示において説明した様々な方法を含む)本開示において説明した光トランスミッタおよび光レシーバのうちのいずれかに適用/使用されることがある。たとえば、いくつかの実装形態では、第1のダイは、第1の二重目的/機能性光デバイス(たとえば、光信号を放出しかつ受信できるトランスミッタ)を有することができ、一方で、第1のダイに光学的に結合された第2のダイは、第1の光レシーバおよび/または第1の光トランスミッタを有することができる。さらに、いくつかの実装形態では、光学的に共に結合された第1のダイおよび第2のダイは、二重目的/機能性光デバイスを各々有することができる。
【０１３２】
図18〜図20は、いくつかの実装形態における1つまたは複数の二重機能性光デバイスの使用の様々な例を図示する。
【０１３３】
図18は、第1のダイ上の二重機能性光デバイス1800と第2のダイ上の光レシーバ1802との組合せを図示する。図18に示すように、光デバイス1800は、いくつかのエミッタ1804およびいくつかのレシーバ1806を含む。光レシーバ1802は、いくつかのレシーバ1808を含む。エミッタは、レシーバよりも暗いシェーディングによって表される。光デバイス1800は、エミッタ1804の一部またはすべてからの1つまたは複数の光信号が光レシーバ1802の1つまたは複数のレシーバ1808へ送信される光トランスミッタとして機能するように構成される。図18の例では、光デバイス1800の光レシーバ1806は、光デバイス1800が光トランスミッタとして動作するように構成されるので非アクティブである。アクティブエミッタおよびレシーバは、太い外形線によって表される。非アクティブエミッタおよびレシーバは、破線外形線によって表される。
【０１３４】
図18に示すように、第1のアクティブ光エミッタ1804aは、第1の光レシーバ1808aへ光信号を送信するように構成される。いくつかの実装形態では、光エミッタ1804のうちのいくつか(たとえば、光エミッタ1804b)は、非アクティブである。いくつかの実装形態では、非アクティブ光エミッタは、対応する光レシーバへ光信号を送信しないエミッタである。いくつかの実装形態では、非アクティブ光エミッタは、対応する光レシーバと関連付けられていない光エミッタであってもよい。光エミッタ(たとえば、光エミッタ1804b)は、対応する光レシーバと位置を合わせられていないこと、動作中でないこと(たとえば、故障)、または光エミッタが2つのダイ間に光インターコネクト/接続を提供する必要がないことを含む様々な理由のために、非アクティブであり得る。同様に、上述したように、光レシーバ(たとえば、光レシーバ1808b)も、また非アクティブであってもよい。いくつかの実装形態では、非アクティブ光レシーバは、対応する光エミッタと関連付けられていない光レシーバであってもよい。光レシーバ(たとえば、光レシーバ1806)は、対応する光エミッタと位置を合わせられていないこと、動作中でないこと(たとえば、故障)、または光レシーバが2つのダイ間に光インターコネクト/接続を提供する必要がないことを含む様々な理由のために、非アクティブであってもよい。
【０１３５】
図19は、第1のダイ上の二重機能性光デバイス1900と第2のダイ上の光トランスミッタ1902との組合せを図示する。図19に示すように、光デバイス1900は、いくつかのレシーバ1904およびいくつかのエミッタ1906を含む。光トランスミッタ1902は、いくつかのエミッタ1908を含む。エミッタは、レシーバよりも暗いシェーディングによって表される。光デバイス1900は、光レシーバとして機能するように構成され、ここで、(たとえば、光トランスミッタ1902のエミッタ1908からの)1つまたは複数の光信号は、光デバイス1900のレシーバ1904のうちの一部またはすべてによって受信/検出されることが可能である。この例では、光エミッタ1906は、光デバイス1900が光レシーバとして動作するように構成されるので非アクティブである。アクティブエミッタおよびレシーバは、太い外形線によって表される。非アクティブアクティブエミッタおよびレシーバは、破線外形線によって表される。
【０１３６】
図19に示すように、第1のアクティブ光レシーバ1904aは、第1の光エミッタ1908aからの光信号を受信するように構成される。いくつかの実装形態では、光レシーバ1904のうちのいくつか(たとえば、光レシーバ1904b)は非アクティブである。いくつかの実装形態では、非アクティブ光レシーバは、対応する光エミッタから光信号を受信しないレシーバである。いくつかの実装形態では、非アクティブ光レシーバは、対応する光エミッタと関連付けられていない光レシーバであってもよい。光レシーバ(たとえば、光レシーバ1904b)は、対応する光エミッタと位置を合わせられていないこと、動作中でないこと(たとえば、故障)、または光レシーバが2つのダイ間に光インターコネクトを提供する必要がないことを含む様々な理由のために、非アクティブであり得る。同様に、上述したように、光エミッタ(たとえば、光エミッタ1908b)も、また非アクティブであってもよい。いくつかの実装形態では、非アクティブ光エミッタは、対応する光レシーバと関連付けられていない光エミッタであってもよい。光エミッタ(たとえば、光エミッタ1906)は、対応する光レシーバと位置を合わせられていないこと、動作中でないこと(たとえば、故障)、または光エミッタが2つのダイ間に光インターコネクトを提供する必要がないことを含む様々な理由のために、非アクティブであってもよい。
【０１３７】
図20は、第1のダイ上の第1の二重機能性光デバイス2000と第2のダイ上の第2の二重機能性光デバイス2002との組合せを図示する。図20に示すように、第1の光デバイス2000は、いくつかのエミッタ2004およびいくつかのレシーバ2006を含む。第2の光デバイス2002は、いくつかのレシーバ2008およびいくつかのエミッタ2010を含む。エミッタは、レシーバよりも暗いシェーディングによって表される。第1の光デバイス2000は、光トランスミッタとしておよび光レシーバとして機能するように構成される。第2の光デバイス2002もまた、光トランスミッタとしておよび光レシーバとして機能するように構成される。しかしながら、いくつかの実装形態では、光デバイスのうちの1つは、光トランスミッタとして動作するように構成されることがあり、一方で他の光デバイスは、光レシーバとして動作するように構成される。
【０１３８】
図20は、光デバイス2000〜2002の中からいくつかのエミッタ(たとえば、エミッタ2004b、2010b)が非アクティブであることを図示する。同様に、レシーバのうちのいくつか(たとえば、レシーバ2006b、2008b)は、非アクティブである。エミッタおよびレシーバは、図18〜図19において上述した理由を含む様々な理由のために、非アクティブであり得る。アクティブエミッタおよびレシーバは、太い外形線によって表される。非アクティブエミッタおよびレシーバは、破線外形線によって表される。
【０１３９】
図20に示すように、光デバイス2000上の光エミッタの第1のセットは、光デバイス2002上の光レシーバの第1のセットへ1つまたは複数の光信号を送信するように構成される。たとえば、(光デバイス2000上の)第1のアクティブ光エミッタ2004aは、(光デバイス2002上の)第1の光レシーバ2008aへ光信号を送信するように構成される。同様に、光デバイス2002上の光レシーバの第1のセットは、光デバイス2000上の光エミッタの第1のセットからの1つまたは複数の光信号を受信/検出するように構成される。たとえば、(光デバイス2002上の)第1のアクティブ光エミッタ2008aは、(光デバイス2000上の)第1のアクティブ光エミッタ2004aからの光信号を受信/検出するように構成される。
【０１４０】
さらに、光デバイス2002上の光エミッタの第2のセットは、光デバイス2000上の光レシーバの第2のセットへ1つまたは複数の光信号を送信するように構成される。たとえば、(光デバイス2002上の)第2のアクティブ光エミッタ2010aは、(光デバイス2000上の)第2の光レシーバ2006aへ光信号を送信するように構成される。さらに、光デバイス2000上の光レシーバの第2のセットは、光デバイス2002上の光エミッタの第2のセットからの1つまたは複数の光信号を受信/検出するように構成される。たとえば、(光デバイス2000上の)第2のアクティブ光レシーバ2006aは、(光デバイス2002上の)第2のアクティブ光エミッタ2010aからの光信号を受信/検出するように構成される。
【０１４１】
図18〜図20はまた、2つのダイを互いに結合した後、光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバがどのように設定可能であり得るかを図示する。これらの光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバが設定可能であるので、それ自体のそれぞれのダイ上での光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバの配置は、光デバイス、光エミッタおよび/または光レシーバが設定可能でない場合ほど正確および/または精密でなければならないことはない。ダイを互いに結合した(たとえば、物理的に結合した)後、位置合わせ、キャリブレーション、および/または設定が行われるので、光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバの位置合わせ、キャリブレーション、および/または設定は、ダイの何らかの位置合わせずれを考慮することができる。いくつかの実装形態では、光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバをキャリブレーション、調節および/または設定する能力は、完璧に位置を合わせられていないダイが依然として動作するおよび/または機能することができるので、より高い製造歩留りをもたらすであろう。光デバイス、エミッタおよび/または光レシーバをキャリブレーション、設定および/または調節するための方法の例について、図17を参照して上述されている。
【０１４２】
例示的な電子デバイス
図21は、前述の集積回路、ダイまたはパッケージのいずれにも組み込まれ得る様々な電子デバイスを図示する。たとえば、携帯電話2102、ラップトップコンピュータ2104、および固定ロケーション端末2106は、本明細書において説明したような集積回路(IC)2100を含むことができる。IC2100は、たとえば、本明細書において説明した集積回路、ダイまたはパッケージのうちのいずれかであり得る。図21に図示したデバイス2102、2104、2106は、例示にすぎない。他の電子デバイスもまた、限定しないが、携帯電話、ハンドヘルドパーソナル通信システム(PCS:hand-held personal communication system)ユニット、携帯情報端末などの携帯型データユニット、GPS対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、検針機器などの固定ロケーションデータユニット、通信デバイス、スマートフォン、タブレットコンピュータまたはデータもしくはコンピュータ命令を記憶するもしくは検索する任意の他のデバイス、またはこれらのいずれかの組合せを含むIC2100を特徴とすることができる。
【０１４３】
「例示的」という語は、「例、事例、または図説として取り扱うこと」を意味するように本明細書では使用される。「例示的」として本明細書において説明したいずれかの実装形態または態様は、本開示の他の態様に対して好ましいまたは有利であると解釈される必要はない。同じように、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が論じた特徴、利点または動作のモードを含むことを必要としない。「結合した(coupled)」という用語は、2つの対象物間の直接的なまたは間接的な結合を指すように本明細書では使用される。たとえば、対象物Aが対象物Bに触れ、かつ対象物Bが対象物Cに触れる場合には、対象物Aおよび対象物Cが互いに直接物理的に触れない場合でさえ、対象物Aおよび対象物Cは、相互に結合したと依然として考えられ得る。たとえば、ダイの基板がパッケージング基板と決して直接物理的に接触しない場合でさえ、ダイの基板は、パッケージング基板に結合されることがある。
【０１４４】
ウェハおよび基板という用語は、本開示の態様に従って集積回路(IC)を形成するために用いる露出した表面を有する任意の構造を含むように本明細書では使用されることがある。ダイという用語は、ICを含むように本明細書では使用されることがある。基板という用語は、半導体ウェハを含むように理解される。基板という用語は、製造中には半導体構造を指すためにもまた使用され、基板上に製造されている他の層を含むことができる。基板という用語は、ドープしたおよびアンドープの半導体、基材半導体によって支持されたエピタキシャル半導体層、または絶縁体によって支持された半導体層、ならびに当業者にはよく知られた他の半導体構造を含む。絶縁体という用語は、当業者によって導体と一般に呼ばれる材料よりも電気的導電性の低い任意の材料を含むように定義される。「水平」という用語は、ウェハまたは基板の向きとは無関係に、ウェハまたは基板の従来の平面または表面に実質的に平行な平面として定義される。「垂直」という用語は、上記に定義したような水平に対して実質的に直角な方向を指す。本明細書において説明した集積回路に関して使用されるときに、「上の(on)」、「上に(upper)」、「横に(side)」、「より高い(higher)」、「より低い(lower)」、「上方に(over)」および「下方に(under)」などの前置詞は、ウェハまたは基板の向きとは無関係に、ウェハまたは基板の通常の平面または最上部表面上である表面に関して定義される。「上の」、「上に」、「横に」、「より高い」、「より低い」、「上方に」および「下方に」という前置詞は、「水平」および「垂直」に関してこれによって定義される。
【０１４５】
図4〜12、14〜21に図示した構成要素、ステップ、構成、および/または機能のうちの1つまたは複数は、1つの構成要素、ステップ、構成もしくは機能に再配置されるおよび/もしくは組合せられる、またはいくつかの構成要素、ステップもしくは機能に具体化されることが可能である。追加の要素、構成要素、ステップ、および/または機能は、本発明から逸脱せずにまた追加されることがある。
【０１４６】
また、本開示の態様は、フローチャート、フロー図、構造図、またはブロック図として描かれたプロセスとして説明されることがあることに留意されたい。フローチャートが、一連のプロセスとして動作を記述できるとはいえ、動作の多くは、並列にまたは同時に実行されることが可能である。さらに、動作の順番は、再配列されることがある。プロセスは、動作が終了すると終わる。
【０１４７】
本明細書において説明した本発明の様々な特徴は、本発明から逸脱せずに異なるシステムにおいて実装されることが可能である。本開示の前述の態様は、例に過ぎず、本発明を限定するようには解釈されないことに留意されたい。本開示の態様の説明は、例証であるように意図され、特許請求の範囲の範囲を限定しない。そのようなものとして、本教示は、他のタイプの装置に容易に適用されることが可能であり、多くの代替物、修正、および変形は、当業者には明白であるであろう。
【符号の説明】
【０１４８】
100  第1のダイ
102  第2のダイ
104  はんだバンプ
105  はんだバンプ
106  第1の領域
108  第2の領域、アクティブ領域
110  コンタクトパッド
111  コンタクトパッド
112  第1の領域
114  第2の領域、アクティブ領域
116  コンタクトパッド
117  コンタクトパッド
118  シリコン貫通ビア(TSV)
119  シリコン貫通ビア(TSV)
120  ワイヤボンド
121  コンタクトパッド
122  はんだバンプ
200  第1のダイ
202  第2のダイ
204  はんだバンプ
206  第1の領域
208  第2の領域、アクティブ領域
210  コンタクトパッド
211  光エミッタ
212  第1の領域
214  第2の領域、アクティブ領域
216  コンタクトパッド
218  シリコン貫通ビア(TSV)
219  光レシーバ
220  光信号
300  第1のダイ
302  第2のダイ
304  第1の領域
306  第2の領域、アクティブ領域
308  第1の光エミッタ
310  第2の光エミッタ
312  第3の光エミッタ
314  第1の領域
316  第2の領域、アクティブ領域
318  光レシーバ
320  第1の信号
322  第2の信号
324  第3の信号
400  ダイ
402  第1の領域
404  第2のアクティブ領域
406  光レシーバ
408  第1の光エミッタ
410  第2の光エミッタ
412  第3の光エミッタ
414  光レシーバ
416  光レシーバ
418  光レシーバ
420  光レシーバ
422  光レシーバ
424  光レシーバ
426  光レシーバ
600  ダイ
602  第1の領域
604  第2のアクティブ領域
606  光レシーバ
607  光エミッタ
608  光エミッタ
610  光エミッタ
612  光エミッタ
614  光レシーバ
616  光レシーバ
618  光レシーバ
620  光レシーバ
622  光レシーバ
624  光レシーバ
626  光レシーバ
800  ダイ
802  第1の領域
804  第2のアクティブ領域
806  光エミッタ
808  光エミッタ
810  光エミッタ
812  光エミッタ
814  光レシーバ
816  光レシーバ
818  光レシーバ
820  光レシーバ
822  光レシーバ
824  光レシーバ
826  光レシーバ
1000  光エミッタ
1002  光レシーバ
1004  光エミッタ
1006  光レシーバ
1008  光レシーバ
1200  第1のダイ
1202  第2のダイ
1204  ボンディング材料
1206  第1の領域
1208  第2の領域、アクティブ領域
1210  光エミッタ
1212  光信号
1214  第1の領域
1216  第2の領域、アクティブ領域
1218  光レシーバ
1220  プリント回路基板(PCB)
1222  ワイヤボンド
1224  はんだバンプ
1300  第1のダイ
1302  第2のダイ
1303  第1の領域
1304  第2のアクティブ領域
1305  光エミッタ
1306  反射部品
1307  第1の領域
1308  第2のアクティブ領域
1309  光レシーバ
1310  光信号
1400  第1のダイ
1402  第2のダイ
1403  第1の領域
1404  第2のアクティブ領域
1405  光エミッタ
1406  反射部品
1407  第1の領域
1408  第2のアクティブ領域
1409  光レシーバ
1410  光信号
1500  第1のダイ
1502  第2のダイ
1503  第3のダイ
1504  ボンディング材料
1506  第1の領域
1508  第2の領域
1510  光エミッタ
1512  光信号
1514  第1の領域
1516  第2の領域
1518  光レシーバ
1520  プリント回路基板(PCB)
1524  第2の領域、アクティブ領域
1524a、1524b  はんだバンプ
1800  光デバイス
1802  光レシーバ
1804  光エミッタ
1806  光レシーバ
1808  レシーバ
1900  光デバイス
1902  光トランスミッタ
1904  光レシーバ
1906  エミッタ
1908  エミッタ
2000  光デバイス
2002  光デバイス
2004  エミッタ
2006  レシーバ
2008  レシーバ
2010  エミッタ
2100  IC
2102  携帯電話
2104  ラップトップコンピュータ
2106  固定ロケーション端末
【図１】
2016503582.tif 000003
【図２】
2016503582.tif 000004
【図３】
2016503582.tif 000005
【図４】
2016503582.tif 000006
【図５】
2016503582.tif 000007
【図６】
2016503582.tif 000008
【図７】
2016503582.tif 000009
【図８】
2016503582.tif 000010
【図９】
2016503582.tif 000011
【図１０】
2016503582.tif 000012
【図１１】
2016503582.tif 000013
【図１２】
2016503582.tif 000014
【図１３】
2016503582.tif 000015
【図１４】
2016503582.tif 000016
【図１５】
2016503582.tif 000017
【図１６】
2016503582.tif 000018
【図１７】
2016503582.tif 000019
【図１８】
2016503582.tif 000020
【図１９】
2016503582.tif 000021
【図２０】
2016503582.tif 000022
【図２１】
2016503582.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月16日(2015.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ領域と、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層と
を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層と、前記第1のダイの前記アクティブ領域の少なくとも一部とを通る前記光信号を受信するように構成された光レシーバと、
を備える半導体デバイス。
【請求項２】
前記光信号が、第2のダイに結合された対応する光エミッタから発生する、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記裏側層が、ダイ基板である、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記光信号が、前記裏側層の基板部分を横切る、請求項3に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記光レシーバが、前記第1のダイの前記アクティブ領域の一部である、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記アクティブ領域が、アクティブデバイス、パッシブデバイス、および/または導電体層のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記光レシーバが、前記第1のダイとは別個である、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記光レシーバが、複数の光信号を受信するように構成された複数の光センサを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記光レシーバが、少なくとも前記複数の光信号の中から特定の光信号を特定の光センサと関連付けるようにさらに構成される、請求項8に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
特定の光センサが、その光センサで受信した光信号を、特定の光エミッタから発生したと識別するように構成される、請求項8に記載の半導体デバイス。
【請求項１１】
光エミッタを含む第2のダイをさらに備え、前記第2のダイが、前記第1のダイの前記裏側層に結合される、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１２】
光エミッタを含む第2のダイと、
前記第1のダイと前記第2のダイとの間に位置する第3のダイであって、前記光レシーバが、前記第3のダイを通る特定の光信号を受信するように構成される、第3のダイと、
をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１３】
前記光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１４】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに備える、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１５】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項1に記載の半導体デバイス。
【請求項１６】
アクティブ領域と、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層と
を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層と、前記第1のダイの前記アクティブ領域の少なくとも一部とを通る前記光信号を送信するように構成された光エミッタと、
を備える半導体デバイス。
【請求項１７】
前記光信号が、第2のダイに結合された対応する光レシーバに宛てられる、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項１８】
前記裏側層が、ダイ基板である、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項１９】
前記光信号が、前記裏側層の基板部分を横切る、請求項18に記載の半導体デバイス。
【請求項２０】
前記光エミッタが、前記第1のダイの前記アクティブ領域の一部である、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２１】
前記アクティブ領域が、アクティブデバイス、パッシブデバイス、および/または導電体層のうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２２】
前記光エミッタが、前記第1のダイとは別個である、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２３】
前記光エミッタが、複数の光トランスミッタを含む、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２４】
光レシーバを含む第2のダイをさらに備え、前記第2のダイが、前記第1のダイの前記裏側層に結合される、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２５】
光レシーバを含む第2のダイと、
前記第1のダイと前記第2のダイとの間に位置する第3のダイであって、前記光エミッタが、前記第3のダイを通る特定の光信号を送信するように構成される、第3のダイと、
をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２６】
前記光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２７】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品をさらに備える、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２８】
前記光トランスミッタが、複数の光信号を送信するようにさらに構成された光デバイスである、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項２９】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項16に記載の半導体デバイス。
【請求項３０】
アクティブ領域と、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する裏側層と
を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層と、前記第1のダイの前記アクティブ領域の少なくとも一部とを通る前記光信号を受信するための手段と、
を備える装置。
【請求項３１】
前記アクティブ領域が、アクティブデバイス、パッシブデバイス、および/または導電体層のうちの少なくとも1つを含む、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記受信するための手段が、少なくとも複数の光信号を受信するように構成された複数の光センサを含む、請求項30に記載の装置。
【請求項３３】
前記受信するための手段が、少なくとも前記複数の光信号の中から特定の光信号を特定の光センサと関連付けるようにさらに構成される、請求項32に記載の装置。
【請求項３４】
特定の光センサが、その光センサで受信した光信号を、前記光信号を送信するための特定の手段から発生したと識別するように構成される、請求項32に記載の装置。
【請求項３５】
前記受信するための手段へ少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに備える、請求項30に記載の装置。
【請求項３６】
少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに備える、請求項30に記載の装置。
【請求項３７】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項30に記載の装置。
【請求項３８】
アクティブ領域と、
光信号が裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記裏側層と
を含む第1のダイと、
前記第1のダイの前記裏側層と、前記第1のダイの前記アクティブ領域の少なくとも一部とを通る前記光信号を送信するための手段と、
を備える装置。
【請求項３９】
前記アクティブ領域が、アクティブデバイス、パッシブデバイス、および/または導電体層のうちの少なくとも1つを含む、請求項38に記載の装置。
【請求項４０】
前記送信するための手段からの少なくとも1つの光信号を反射するための手段をさらに備える、請求項38に記載の装置。
【請求項４１】
少なくとも1つの光信号を分散させるための手段をさらに備える、請求項38に記載の装置。
【請求項４２】
前記送信するための手段が、複数の光信号を受信するための手段をさらに含む、請求項38に記載の装置。
【請求項４３】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンタテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定ロケーション端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれる、請求項38に記載の装置。
【請求項４４】
半導体デバイスを製造するための方法であって、
(i)第1のアクティブ領域と、(ii)光信号が第1の裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記第1の裏側層とを含む第1のダイを設けるステップと、
第2のダイを前記第1のダイに結合するステップであって、前記第2のダイは、(i)第2のアクティブ領域と、(ii)光信号が第2の裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する第2の裏側層とを含み、前記第2のダイを前記第1のダイに結合するステップは、前記第1のダイの前記第1の裏側層が前記第2のダイの前記第2の裏側層に面するように前記第2のダイを前記第1のダイに結合するステップを含む、第2のダイを結合するステップと、
光レシーバを前記第1のダイに結合するステップであって、前記光レシーバが、前記第1のダイの前記第1の裏側層と、前記第2のダイの前記第2の裏側層とを通る少なくとも1つの光信号を受信するように構成される、光レシーバを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項４５】
前記光レシーバが、前記第1のダイの前記第1のアクティブ領域の少なくとも一部を通る前記光信号を受信するようにさらに構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項４６】
光エミッタを前記第2のダイに結合するステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４７】
前記光レシーバへ少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４８】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項44に記載の方法。
【請求項４９】
半導体デバイスを製造するための方法であって、
(i)アクティブ領域と、(ii)光信号が第1の裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する前記第1の裏側層とを含む第1のダイを設けるステップと、
第2のダイを前記第1のダイに結合するステップであって、前記第2のダイは、(i)第2のアクティブ領域と、(ii)光信号が第2の裏側層を通って横切ることができるほど十分に薄い厚さを有する第2の裏側層とを含む、第2のダイを結合するステップと、
光エミッタを前記第1のダイに結合するステップであって、前記光エミッタが、前記第1のダイの前記第1の裏側層を通る複数の光信号を送信するように構成された複数のトランスミッタを含む、光エミッタを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項５０】
前記複数の光トランスミッタが、前記第1のダイの前記アクティブ領域の少なくとも一部を通る前記複数の光信号の中から少なくとも1つの光信号を送信するようにさらに構成される、請求項49に記載の方法。
【請求項５１】
光レシーバを前記第2のダイに結合するステップであって、前記光レシーバが、前記複数のトランスミッタのうちの少なくとも1つのトランスミッタからの少なくとも1つの光信号を受信するように構成される、光レシーバを結合するステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５２】
前記光エミッタからの少なくとも1つの光信号を反射するように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５３】
少なくとも1つの光信号を分散させるように構成された反射部品を設けるステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項５４】
第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための方法であって、
前記第1のダイ上のエミッタから光信号を送信するステップと、
複数のレシーバの中からどのレシーバが前記エミッタからの前記送信された光信号を受信するかに基づいて前記第2のダイ上の複数のレシーバの中からレシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに関連付けるステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記第2のダイ上の前記レシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイと前記第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する、請求項54に記載の方法。
【請求項５６】
前記第1のダイが、複数のエミッタを含む、請求項54に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数のエミッタの中から2つ以上のエミッタに対して前記送信するステップおよび前記関連付けるステップを繰り返し実行するステップをさらに含む、請求項56に記載の方法。
【請求項５８】
前記レシーバを前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイが前記第2のダイに結合された後に実行される、請求項54に記載の方法。
【請求項５９】
第1のダイと第2のダイとの間の少なくとも1つの光インターコネクトをキャリブレーションするための命令を含む機械可読記憶媒体であって、前記命令が、プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、
前記第1のダイ上のエミッタから光信号を送信することと、
複数のレシーバの中からどのレシーバが前記エミッタからの前記送信された光信号を受信するかに基づいて前記第2のダイ上の複数のレシーバの中からレシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに関連付けることと
を行わせる、機械可読記憶媒体。
【請求項６０】
前記第2のダイ上の前記レシーバを前記第1のダイ上の前記エミッタに前記関連付けるステップが、前記第1のダイと前記第2のダイとの間に光インターコネクトを確立する、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６１】
前記第1のダイが、複数のエミッタを含む、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６２】
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに、前記複数のエミッタの中から2つ以上のエミッタに前記送信すること、および前記関連付けることを繰り返し実行させる命令をさらに含む、請求項61に記載の機械可読記憶媒体。
【請求項６３】
前記レシーバを前記エミッタに前記関連付けることは、前記第1のダイが前記第2のダイに結合された後に実行される、請求項59に記載の機械可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2016503582.tif 000024
2016503582.tif 000025