具有光學(xué)收發(fā)器的半導(dǎo)體封裝件的制作方法
【專利說明】具有光學(xué)收發(fā)器的半導(dǎo)體封裝件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年12月31日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國申請N0.10-2013-0168672的優(yōu)先權(quán)，該申請以引用方式全文并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體封裝件，并且更具體地說，涉及具有光學(xué)收發(fā)器的半導(dǎo)體封裝件。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著諸如移動系統(tǒng)的較小電子系統(tǒng)的發(fā)展，對能夠處理大量數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體封裝件的需求越來越多。響應(yīng)于這種需求，可有必要增加電子系統(tǒng)中使用的半導(dǎo)體器件的集成密度。然而，在增加半導(dǎo)體器件的集成密度方面存在一些限制。近來，已經(jīng)提出了包括垂直晶體管而非平面晶體管的三維半導(dǎo)體器件，以增加半導(dǎo)體器件的集成密度。然而，在發(fā)展三維晶體管方面存在技術(shù)困難。
[0005]三維半導(dǎo)體封裝件是能夠處理大量數(shù)據(jù)的高性能半導(dǎo)體封裝件的有吸引力的備選。例如，已提出包括多個堆疊式半導(dǎo)體器件(還稱作半導(dǎo)體芯片)的堆疊封裝件，用于處理大量數(shù)據(jù)?？砂凑斩询B封裝件形式制造高電容半導(dǎo)體封裝件。也就是說，可通過堆疊多個半導(dǎo)體芯片制造高電容半導(dǎo)體封裝件的每一個。在這種情況下，用于驅(qū)動半導(dǎo)體芯片的信號路徑的數(shù)量可與堆疊式半導(dǎo)體芯片的數(shù)量成比例地增加。另外，隨著半導(dǎo)體芯片變得尺寸縮小，電子信號路徑之間的距離減小，從而互連部分的偏移以及加載在互連部分上的信號之間的干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]各個實(shí)施方式涉及具有光學(xué)收發(fā)器的半導(dǎo)體封裝件、包括該半導(dǎo)體封裝件的存儲卡和包括該半導(dǎo)體封裝件的電子系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)一些實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件包括:封裝基板；第一半導(dǎo)體基板和第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在封裝基板上方；以及光學(xué)收發(fā)器，其產(chǎn)生和接收利用穿過所述第一半導(dǎo)體基板的紅外線在所述封裝基板與所述第二半導(dǎo)體基板之間行進(jìn)的光學(xué)信號。
[0008]所述光學(xué)收發(fā)器提供所述第二半導(dǎo)體基板與所述封裝基板之間的數(shù)據(jù)信號路徑或提供芯片選擇信號路徑，通過該芯片選擇信號路徑發(fā)送用于選擇所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板中的所述第二半導(dǎo)體基板的芯片選擇信號。
[0009]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件包括:封裝基板，其包括第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在所述封裝基板上，所述第一半導(dǎo)體基板具有與所述第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在所述第一半導(dǎo)體基板上，所述第二半導(dǎo)體基板具有與所述第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板橫向地錯開，以具有臺階結(jié)構(gòu)，使得所述第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用穿過所述第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線從所述第二主光學(xué)收發(fā)器輸出的光學(xué)信號。
[0010]所述半導(dǎo)體封裝件還包括:第一穿通電極，其穿透所述第一半導(dǎo)體基板；第二穿通電極，其穿透所述第二半導(dǎo)體基板；以及電極延伸部，其設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體基板的與所述封裝基板相反的第一表面上，將所述第一穿通電極電連接至所述第二穿通電極。
[0011]所述第一穿通電極、所述電極延伸部和所述第二穿通電極在所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板與所述封裝基板之間提供電信號路徑、供電路徑或接地路徑。
[0012]所述第一輔光學(xué)收發(fā)器設(shè)置為鄰近所述第一半導(dǎo)體基板的與所述第一表面相反的第二表面。
[0013]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件包括:封裝基板，其包括第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在所述封裝基板上方，所述第一半導(dǎo)體基板具有與所述第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在所述第一半導(dǎo)體基板上，所述第二半導(dǎo)體基板具有與所述第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。所述第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用穿過所述第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線從所述第二主光學(xué)收發(fā)器輸出的光學(xué)信號。
[0014]所述第二半導(dǎo)體基板堆疊在所述第一半導(dǎo)體基板上，使得所述第二輔光學(xué)收發(fā)器不與所述第一輔光學(xué)收發(fā)器垂直地重疊。
[0015]所述第二半導(dǎo)體基板堆疊在所述第一半導(dǎo)體基板上，使得所述第二輔光學(xué)收發(fā)器與所述第一輔光學(xué)收發(fā)器垂直地重疊。
[0016]所述半導(dǎo)體封裝件還包括:第一穿通電極，其穿透所述第一半導(dǎo)體基板；第二穿通電極，其穿透所述第二半導(dǎo)體基板；以及其中，所述第二穿通電極與所述第一穿通電極垂直對準(zhǔn)并且電連接。
[0017]所述第一穿通電極和所述第二穿通電極在所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板與所述封裝基板之間提供電信號路徑、供電路徑或接地路徑。
[0018]所述第二輔光學(xué)收發(fā)器提供所述第二半導(dǎo)體基板與所述封裝基板之間的數(shù)據(jù)信號路徑。
[0019]所述半導(dǎo)體封裝件還包括設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體基板的表面上的互連層，所述互連層具有內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)和層間絕緣結(jié)構(gòu)，其中，所述互連層具有與所述第一輔光學(xué)收發(fā)器和所述第二輔光學(xué)收發(fā)器垂直地重疊的窗口。
[0020]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種存儲卡，其包括存儲器和控制存儲器的操作的存儲器控制器。存儲器包括:封裝基板；第一半導(dǎo)體基板和第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在封裝基板上；以及光學(xué)收發(fā)器，其產(chǎn)生和接收利用穿過第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線在封裝基板與第二半導(dǎo)體基板之間行進(jìn)的光學(xué)信號。
[0021]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種存儲卡，其包括存儲器和控制存儲器的操作的存儲器控制器。存儲器包括:封裝基板，其包括第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在封裝基板上，并具有與第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在第一半導(dǎo)體基板上，并具有與第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。第一半導(dǎo)體基板和第二半導(dǎo)體基板橫向地錯開，以具有臺階結(jié)構(gòu)，使得第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用穿過第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線從第二主光學(xué)收發(fā)器輸出的光學(xué)信號。
[0022]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種存儲卡，其包括存儲器和控制存儲器的操作的存儲器控制器。存儲器包括:封裝基板，其包括第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在封裝基板上，該第一半導(dǎo)體基板具有與第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在第一半導(dǎo)體基板上，該第二半導(dǎo)體基板具有與第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用穿過第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線從第二主光學(xué)收發(fā)器輸出的光學(xué)信號。
[0023]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種電子系統(tǒng)，其包括存儲器和通過總線與存儲器連接的控制器。存儲器或者控制器包括:封裝基板；第一半導(dǎo)體基板和第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在封裝基板上；以及光學(xué)收發(fā)器，其適于產(chǎn)生和接收利用穿過第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線在封裝基板與第二半導(dǎo)體基板之間行進(jìn)的光學(xué)信號。
[0024]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種電子系統(tǒng)，其包括存儲器和通過總線與存儲器連接的控制器。存儲器或者控制器包括:封裝基板，其包括第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在封裝基板上，該第一半導(dǎo)體基板具有與第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在第一半導(dǎo)體基板上，該第二半導(dǎo)體基板具有與第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。第一半導(dǎo)體基板和第二半導(dǎo)體基板橫向地錯開，以具有臺階結(jié)構(gòu)，使得第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用穿過第一半導(dǎo)體基板的紅外(IR)線從第二主光學(xué)收發(fā)器輸出的光學(xué)信號。
[0025]根據(jù)其它實(shí)施方式，一種電子系統(tǒng)，其包括存儲器和通過總線與存儲器連接的控制器。存儲器或者控制器包括:封裝基板，其中橫向地設(shè)置有第一主光學(xué)收發(fā)器和第二主光學(xué)收發(fā)器；第一半導(dǎo)體基板，其安裝在封裝基板上，該第一半導(dǎo)體基板具有與第一主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第一輔光學(xué)收發(fā)器；以及第二半導(dǎo)體基板，其堆疊在第一半導(dǎo)體基板上，該第二半導(dǎo)體基板具有與第二主光學(xué)收發(fā)器對準(zhǔn)的第二輔光學(xué)收發(fā)器。第二輔光學(xué)收發(fā)器接收利用