DE10011537B4

DE10011537B4 - Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10011537B4
Application number: DE10011537A
Authority: DE
Inventors: Osamu Kawasaki Suzuki; Takayuki Kawasaki Watanabe
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: JP4630409B2; DE10011537A1; JP2000269545A; US6396967B1

Abstract

Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung, umfassend:
eine erste optoelektronische integrierte Schaltung, die eine elektrische Schaltungseinheit, eine optische Ausgangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind, und eine optische Eingangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von mit der elektrischen Schaltungseinheit verbundenen lichtempfangenden Elementen enthält; und
eine zweite optoelektronische integrierte Schaltung, die eine elektrische Schaltungseinheit, eine optische Ausgangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind, und eine optische Eingangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von mit der elektrischen Schaltungseinheit verbundenen lichtempfangenden Elementen enthält;
worin
die erste optoelektronische integrierte Schaltung und die zweite optoelektronische integrierte Schaltung so angeordnet sind, daß jede optische Ausgangsanschlußeinheit jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit gegenüberliegt, so daß eine Lichtsignalübertragung zwischen jeder optischen Ausgangsanschlußeinheit und jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung ausgeführt werden kann [2, 3].

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtungen, und insbesondere auf eine optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung, die eine Lichtsignalübertragung zwischen integrierten Schaltungsvorrichtungen durchführt.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In den letzten Jahren wurden mit der Verwendung hochintegrierter großintergrierter Hochgeschwindigkeitsschaltungen (LSI) elektronische Geräte verschiedener Arten mit höherer Leistungsfähigkeit hergestellt. In einer großen elektrischen Schaltung wie z.B. einem Computer sind im allgemeinen wie in 1A und 1B gezeigt LSIS auf einem Multichipmodul (MCM)- Substrat montiert.
1A ist eine Draufsicht von MCM-Substraten 120, die auf einer Systemleiterplatte 110 montiert sind, und 1B ist eine Seitenansicht der MCM-Substrate 120.
Eine Mehrzahl von integrierten Schaltungschips 130 ist auf jedem der MCM-Substrate 120 montiert, die die integrierten Schaltungschips 130 elektrisch verbinden. Die MCM-Substrate 120 werden auf der Systemleiterplatte 110 durch Einsetzen von I/O-(Eingabe/Ausgabe)-Stiften 160 in MCM-Sockel 150 montiert. Die MCM-Substrate 120 werden nötigenfalls mit Wärmestrahlungsrippen 140 versehen. Die Systemleiterplatte 110 verbindet die MCM-Substrate 120 elektrisch mit Zuleitungsdrähten. Dementsprechend sind die MCM-Substrate 120 und die integrierten Schaltungschips 130 miteinander elektrisch verbunden, so daß die Systemleiterplatte 110 verschiebene Funktionen haben kann.

Die JP 5-67769 A offenbart solch eine optoelektronische integrierte Schaltung, die eine Signalübertragung zwischen den integrierten Schaltungschips 130 durchführt. Diese optoelektronische integrierte Schaltung ist gekennzeichnet durch dreidimensional angeordnete Substrate, um eine Hochgeschwindigkeitsleistung und hohe Dichte zu erzielen. In dieser Anordnung sind die Substrate senkrecht zueinander. Die Substrate sind aus einem Material hergestellt, durch das Lichtsignale durchgehen können, so daß eine Lichtsignalübertragung durch die Substrate ausgeführt werden kann.

Eine noch höhere Geschwindigkeitsleistung wird in einem elektronischen Gerät erwartet, das mit den MCM-Substraten 120 und den integrierten Schaltungschips 130 versehen ist. Die Verbindung zwischen den MCM-Substraten und den integrierten Schaltungschips 130 ist jedoch eine elektrische Verbindung mittels Zuleitungsdrähte, die aus einem metallischen Metall gemustert sind. Aufgrund dessen ist die Signalübertragungsgeschwindigkeit begrenzt.

Da die integrierten Schaltungschips 130 bei einer höheren Geschwindigkeit arbeiten, wird eine proportional längere Übertragungsverzögerungszeit in einer Signalübertragung zwischen den MCM-Substraten 120 und den integrierten Schaltungschips 130 hervorgerufen. Folglich wird eine synchronisierte Signalübertragung schwierig. Zum Beispiel wird in einer elektrischen Signalübertragung eine Übertragungsverzögerungszeit von 70 ps/cm hervorgerufen. In 1B haben ein Signalübertragungsweg 170 zwischen integrierten Schaltungschips 130-1 und 130-2 und ein Signalübertragungsweg 180 zwischen integrierten Schaltungschips 130-1 und 130-6 verschiedene Übertragungsverzögerungszeiten. Zwischen den Signalübertragungswegen 170 und 180 wird die Differenz in der Übertragungsverzögerungszeit zu groß, um sie in einer Operation mit einer Operationstaktgeschwindigkeit von z.B. 5 GHz zu ignorieren.

Eine Signaldämpfung und ein Übertragungsverlust werden durch die Streukapazität und Impedanz aufgrund der aus einem metallischen Material gemusterten Zuleitungsdrähte zwischen den MCM-Substraten 120 und den integrierten Schaltungschips 130 ebenfalls hervorgerufen. Als Folge wird eine Signalübertragung schwierig.

Unterdessen kann in einer optoelektronischen integrierten Schaltung für eine Lichtsignalübertragung ein Lichtverlust nicht vermieden werden, wenn ein Lichtsignal durch Substrate durchgeht, selbst wenn die Substrate aus einem Material hergestellt sind, von dem angenommen wird, daß es einen geringen Lichtverlust hervorruft. Das Ergebnis ist ein Übertragungsverlust. Ein derartiger Übertragungsverlust führt zu Übertra gungsfehlern, wodurch eine Zuverlässigkeit in der Signalübertragung reduziert wird.

Die DE 3727177 C2 und DE 19652030 A1 betreffen eine optoelektronische Halbleitereinheit bzw. einen Infrarotsendeempfänger welche lediglich den technischen Hintergrund zeigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung zu schaffen, die eine geringere Signaldämpfung und einen geringeren Übertragungsverlust aufweist, und eine optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung zu schaffen, in der eine Signalübertragungsverzögerungszeit kürzer als im Stand der Technik ist.

Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch eine optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung mit einer ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und einer zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung gelöst, von denen jede eine elektrische Schaltungseinheit, eine optische Ausgangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind, und eine optische Eingangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen enthält, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind. In dieser optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung sind die erste optoelektronische integrierte Schaltung und die zweite optoelektronische integrierte Schaltung in solch einer Wiese angeordnet, daß jede optische Ausgangsanschlußeinheit jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit gegenüberliegt. In dieser Anordnung kann eine Lichtsignalübertragung zwischen jeder optischen Ausgangsanschlußeinheit und jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung ausgeführt werden.

Dementsprechend kann eine Lichtsignalübertragung zwischen der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung ausgeführt werden. Da jede optische Ausgangsanschlußeinheit auch jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit gegenüberliegt, kann auch eine Lichtsignalübertragung ohne falsche Übertragung zwischen Substraten ausgeführt werden. Folglich können eine Signaldämpfung und ein Übertragungsverlust reduziert werden.

Obigen Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung gelöst, die eine Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen aufweist, die jeweils den obigen Aufbau haben. Die Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen ist aufeinander gestapelt und über Elektrodenanschlußstellen miteinander verbunden.

In der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung mit diesem Aufbau kann eine Signalübertragung zwischen den optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen über die Elektrodenanschlußstellen ausgeführt werden.

Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung gelöst, die eine Mehrzahl von gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen aufweist, die jeweils den obigen Aufbau haben. Die Mehrzahl von gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen ist optisch verbunden.

Mit der mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung kann eine Signalübertragungsverzögerungszeit verkürzt werden, und eine Signaldämpfung und ein Übertragungsverlust können reduziert werden.

Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Draufsicht von MCM-Substraten, die auf eine Systemleiterplatte montiert sind;
1B ist eine Schnittansicht der auf die Systemleiterplatte montierten MCM-Substrate;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt den Aufbau einer ersten beispielhaften optoelektronischen integrierten Schaltung, die ein Teil der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Schnittansicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung von 4;
6 ist eine obere Draufsicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung von 4;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation versehen ist;
8 ist eine Schnittansicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung, die mit den Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation von 7 versehen ist;
9 ist eine obere Draufsicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung, die mit den Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation von 7 versehen ist;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit Wärmestrahlungsrippen versehen ist;
11 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines dritten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines vierten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines fünften Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung;
16 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines sechsten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung; und
17 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines siebten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das folgende ist eine Beschreibung von Ausführungsformen der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen.
[Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung]
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt den Aufbau eines ersten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung, die ein Teil der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.
Wie in 2 dargestellt ist, umfaßt eine optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 2 eine erste optoelektronisch integrierte Schaltung 1-1 und eine zweite optoelektronisch integrierte Schaltung 1-2, die einander gegenüberliegen. Wie in 3 dargestellt ist, umfaßt jede der optoelektronischen integrierten Schaltungen 1-1 und 1-2 eine optische Eingangsanschlußeinheit 10, eine optische Ausgangsanschlußeinheit 12, eine elektrische Schaltungseinheit 11, Elektrodenanschlußstellen 14 und ein Verdrahtungssubstrat 13. Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 umfaßt ein Wafersubstrat 16-1 und eine lichtempfangende Schicht 17 mit lichtempfangenden Elementen in einer Gitteranordnung. Die lichtempfangenden Elemente befinden sich auf der Seite des Wafer substrats 16-1. Die lichtempfangende Schicht 17 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gelötet. Die gelöteten Abschnitte sind durch Bezugsziffer 15 in 3 angegeben.
Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 umfaßt ein Wafersubstrat 16-3 und eine lichtemittierende Schicht 20 mit lichtemittierenden Elementen in einer Gitteranordnung. Die lichtemittierenden Elemente befinden sich auf der Seite des Wafersubstrats 16-3. Die lichtemittierende Schicht 20 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gelötet. Die gelöteten Abschnitte sind durch die Bezugsziffer 15 angegeben. Die elektrische Schaltungseinheit 11 umfaßt ein Wafersubstrat 16-2, eine durch beispielsweise einen Transistor auf der Seite des Wafersubstrats 16-2 gebildete elektrische Schaltungsschicht 18 und eine Verdrahtungsschicht 19. Die Verdrahtungsschicht 19 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gelötet, und die gelöteten Abschnitte sind durch die Bezugsziffer 15 angegeben.
Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 und die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 sind über das Verdrahtungssubstrat 13 mit der elektrischen Schaltungseinheit 11 elektrisch verbunden. Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 wandelt ein von der anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1-1 oder 1-2 eingegebenes Lichtsignal in ein elektrisches Signal elektrisch um und liefert dann das elektrische Signal an die elektrische Schaltungseinheit 11. Der optische Ausgangsanschluß 12 empfängt ein durch die elektrische Schaltungseinheit 11 verarbeitetes elektrisches Signal und wandelt das elektrische Signal in ein Lichtsignal um, welches an die andere optoelektronische integrierte Schaltung 1-1 oder 1-2 abgegeben wird.
Die optische Eingangsanschlußeinheit 10, die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 und die elektrische Schaltungseinheit 11 sind auf der gleichen Seite des Verdrahtungssubstrats 13 angeordnet, so daß die lichtempfangende Schicht 17 der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und die lichtemittierende Schicht 20 der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 auf der gleichen Ebene liegen.
Das Verdrahtungssubstrat 13 ist mit den Elektrodenanschlußstellen 14 auf der Seite versehen, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf der die optische Eingangsanschlußeinheit 10, die Optische Ausgangsanschlußeinheit 12 und die elektri sche Schaltungseinheit 11 angeordnet sind. Die Elektrodenanschlußstellen 14 können mit der anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1-1 oder 1-2 elektrisch verbunden sein.
Die optoelektronischen integrierten Schaltungen 1-1 und 1-2. mit jeweils dem in 3 gezeigten Aufbau können Lichtsignale untereinander übertragen und können über die Elektrodenanschlußstellen 14 miteinander elektrisch verbunden werden.
Die beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1-1 und 1-2, die einander gegenüberliegen, bilden die optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 2. Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12-1 der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung 1-1 liegt der optischen Eingangsanschlußeinheit 10-2 der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung 1-2 gegenüber. Desgleichen liegt die optische Eingangsanschlußeinheit 10-1 der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung 1-1 der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12-2 der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung 1-2 gegenüber.
Die optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 2 mit dem obigen Aufbau kann eine Lichtsignalübertragung zwischen den optoelektronischen integrierten Schaltungen 1-1 und 1-2 durchführen.
[Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung]
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Schnittansicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung von 4. 6 ist eine Draufsicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvarrichtung von 4.
Wie in 4 bis 6 dargestellt ist, umfaßt eine gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 eine Mehrzahl von aufeinandergestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungen 2. Die Elektrodenanschlußstellen 14 einer optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 2 sind an die Elektrodenanschlußstellen 14 einer anderen opto elektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 2 gelötet, so daß die beiden optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 miteinander elektrisch verbunden sind. Über der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 2 der höchsten Stufe ist eine optoelektronische integrierte Schaltung 1 plaziert, und unter der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 2 der untersten Stufe ist eine andere optoelektronische integrierte Schaltung 1 plaziert. Diese optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 sind über die Elektrodenanschlußstellen 14 an die optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 gelötet.
Wie in 5 gezeigt ist, sind an den beiden Ecken einer Diagonallinie von jeder der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 Positionierlöcher 24 ausgebildet. Positionierstifte 21 werden in die Positionierlöcher 24 eingeführt, so daß die optischen Achsen der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 zueinander positioniert werden können. Die Positionierlöcher 24 an mindestens zwei Ecken auf einer Diagonallinie auf jeder optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung können die Positionen optischer Achsen fixieren. Alternativ dazu können Markierungen zum Positionieren optischer Achsen auf den Seitenflächen jeder optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 2 ausgebildet sein, und die optischen Achsen können auf der Basis der Markierungen zum Positionieren optischer Achsen positioniert werden.
Wie in 6 dargestellt ist, ist jede der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2, die die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 bilden, mit Anschluflstellen 25 zur Stromversorgung auf ihren Seitenflächen versehen. Die Anschluflstellen 25 zur Stromversorgung liefern Leistung, und auf jeder der Anschlußstellen 25 zur Stromversorgung ist ein Stromversorgungsgrat 22 gebildet. Jede optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 2 wird über die Stromversorgungsgrate 22 mit Leistung versorgt.
Ferner sind optische Wellenleiter 23 ausgebildet, um Lichtsignale zwischen allen optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 auf der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 zu übertragen. Die optischen Wellenleiter 23 überdecken bestimmte Teile der optischen Eingangsanschlußeinheiten 10 und der optischen Ausgangsanschlußeinheiten 12, um so ein Lichtsignal von einer optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 zu einer gewünschten optischen Eingangsanschlußeinheit 10 zu übertragen.
Auf 5 zurück verweisend werden im folgenden die Übertragungswege von Lichtsignalen erklärt. Zuerst ist der Übertragungsweg eines Lichtsignals, das von einer elektrischen Schaltungseinheit 11-5 zu einer elektrischen Schaltungseinheit 11-4 übertragen wird, als ein Übertragungsweg 27 in 5 dargestellt. Ein von der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 abgegebenes elektrisches Signal wird über das entsprechende Verdrahtungssubstrat 13 an die entsprechende optische Ausgangsanschlußeinheit 12 geliefert und wird in ein Lichtsignal umgewandelt. Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 gibt dann das Lichtsignal an die optische Eingangsanschlußeinheit 10 ab, die der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 gegenüberliegt. Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 wandelt das Lichtsignal in ein elektrisches Signal um und liefert das elektrische Signal an die elektrische Schaltungseinheit 11-4. Auf diese Weise wird von der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 ein Lichtsignal zur elektrischen Schaltungseinheit 11-4 übertragen.
In einem Fall, in dem ein Lichtsignal von der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 zu einer elektrischen Schaltungseinheit 11-1 übertragen wird, die der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 nicht benachbart ist, ist der Übertragungsweg des Lichtsignals ein in 5 gezeigter Übertragungsweg 26. Ein von der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 abgegebenes elektrisches Signal wird über das entsprechende Verdrahtungssubstrat 13 und die Elektrodenanschlußstellen 14 in die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit der elektrischen Schltungseinheit 11-6 eingegeben. Die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit der elektrischen Schaltungseinheit 11-6 liefert über das entsprechende Versorgungssubstrat 13 das elektrische Signal an die optische Ausgangsanschlußeinheit 12, und das elektrische Signal wird in ein Lichtsignal umgewandelt. Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 gibt das Lichtsignal an den benachbarten optischen Wellenleiter 23 ab. Der optische Wellenleiter 23 liefert das Licht signal an die optische Eingangsanschlußeinheit 10 der optoelektronischen integrierten Schaltung 1 mit der elektrischen Schaltungseinheit 11-1. Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 wandelt das Lichtsignal in ein elektrisches Signal um und liefert das elektrische Signal über das entsprechende Verdrahtungssubstrat 13 an die elektrische Schaltungseinheit 11-1. Auf diese Weise kann ein Lichtsignal von der elektrischen Schaltungseinheit 11-5 zur elektrischen Schaltungseinheit 11-1 übertragen werden.
Dementsprechend kann die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 mit dem in den 4 bis 6 gezeigten Aufbau eine Lichtsignalübertragung ohne falsche Übertragung zwischen Substraten der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 durchführen, die die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 bilden. In der Lichtsignalübertragung tritt eine Verzögerungszeit von 50 ps/cm auf, die kürzer als eine Verzögerungszeit von 70 ps/cm in einer elektrischen Signalübertragung ist.
Mit der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 kann die Signalübertragungsverzögerungszeit durch eine Lichtsignalübertragung mit hoher Dichte verkürzt werden, und eine Asymmetrie (skew) und ein Verlust in einer Signalübertragung können effektiv reduziert werden.
[Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung, versehen mit Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation]
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation versehen ist. 8 ist eine Schnittansicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung, die mit den Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation versehen ist. 9 ist eine Draufsicht der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung, die mit den Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation versehen ist. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit Wärmestrahlungsrippen versehen ist.
In den 7 bis 9 ist die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 die gleiche wie die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3, die in den 4 bis 7 dargestellt ist, außer daß sie Wärmeleitungsplatten 30-1 bis 30-3 zur Wärmedissipation enthält. Im einzelnen. enthält die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3, die in den 7 bis 9 gezeigt ist, die Wärmeleitungsplatten 30-1, die jeweils in Kontakt sind mit jeder entsprechenden elektrischen Schaltungseinheit 11 der optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2, die die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 bilden, die Wärmeleitungsplatten 30-2, die zwischen den Verdrahtungssubstraten 13 zwischen den optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 sandwichartig angeordnet sind, und die Wärmeleitungsplatten 30-3, die auf den vorder- und rückseitigen Oberflächen der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 angeordnet sind.
Die durch gestrichelte Linien in 9 dargestellten Wärmeleitungsplatten 30-2 befinden sich an solchen Positionen, die eine Lichtsignalübertragung nicht behindern, die in der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 ausgeführt wird. Im einzelnen befinden sich die Wärmeleitungsplatten 30-2 zwischen den optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 2 und sind in Linie mit den optischen Eingangsanschlußeinheiten 10 und den optischen Ausgangsanschlußeinheiten 12 positioniert.
In der gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 mit dem in den 7 bis 9 gezeigten Aufbau kann eine effiziente Wärmedissipation ausgeführt werden.
In 10 ist die gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3, die mit den in 7 bis 9 dargestellten Wärmeleitungsplatten 30-1 bis 30-3 versehen ist, ferner mit Wärmestrahlungsrippen 31 versehen.
Die in 10 gezeigte gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 3 enthält die Wärmestrahlungsrippen 30 auf ihren Seitenflächen. Die Wärmestrahlungsrippen 31 haben große Oberflächenbereiche, um eine effiziente Wärmedissipation durchzuführen. Jeder Satz der Wärmestrahlungsrippen 31 umfaßt eine flache Platte und eine Mehrzahl von Platten, die vertikal von der flachen Platte ausgehen. Die flache Platte von jedem Satz der Wärmestrahlungsrippen 31 ist in Kontakt mit den Wärmeleitungsplatten 30-1 bis 30-3 zur Wärmedissipation, die in den 7 bis 9 dargestellt sind.
In der mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 3 mit dem in 10 gezeigten Aufbau kann eine noch effizientere Wärmedissipation ausgeführt werden. Da die Wärmedissipation von den gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 effizienter wird, können die gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 kleiner bemessen und höher integriert werden.
[Mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung]
11 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Eine in 11 dargestellte mehrfach geschichtete optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 4 umfaßt eine Mehrzahl von gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 und ein Substrat 38, auf welchem die gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 montiert sind.
In den gestapelten optoelektronischen integrierten Schatungsvorrichtungen 3, die die mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung 4 bilden, werden die optischen Achsen durch die Positionierstifte 21 zu der Zeit eingestellt, zu der sie auf das Substrat 38 montiert werden. Die gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 werden von dem Substrat 38 über die Stromversorgungsgrate 22 mit Leistung versorgt.
Das Substrat 38 enthält optische Wellenleiter 33 für eine Lichtsignalübertragung zwischen den gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3. Das Substrat 38 ist ebenfalls mit einer Buchse 34 für einen optischen Verbinder zum Übertragen eines Lichtsignals zu einem anderen Substrat versehen. Ein Stecker 35 für einen optischen Verbin der, der mit einer Glasfaser oder optischen Faser 36 verbunden ist, ist ebenfalls mit der Buchse 34 für einen optischen Verbinder verbunden, um ein Lichtsignal zu einem anderen Substrat zu übertragen.
In der mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung 4 mit dem in 11 gezeigten Aufbau kann eine Lichtsignalübertragung zwischen den gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen 3 ausgeführt werden. Zwischen den Substraten 38 der mehrfach gestapelten optoelektronischen Schaltungsvorrichtung 4 und dem Substrat einer anderen mehrfach gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtung kann eine Lichtsignalübertragung ebenfalls ausgeführt werden.
[Andere Beispielstrukturen von optoelektronischen integrierten Schaltungen]
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Eine in 12 dargestellte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale im wesentlichen dieselbe wie die in 3 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1.
Wie in 12 gezeigt ist, umfaßt die optoelektronische integrierte Schaltung 1 eine optische Eingangsanschlußeinheit 10, eine optische Ausgangsanschlußeinheit 12, eine elektrische Schaltungseinheit 11, Elektrodenanschlußstellen 40 und ein Verdrahtungssubstrat 13.
Die elektrische Schaltungseinheit 11 umfaßt ein Wafersubstrat 16-2, eine elektrische Schaltungsschicht 18, die beispielsweise durch einen Transistor gebildet wird, und eine Verdrahtungsschicht 19. Das Wafersubstrat 16-2 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet. Die elektrische Schaltungseinheit 11 befindet sich auf der Oberfläche, die der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 13 gegenüberliegt, auf der die optische Eingangsanschlußeinheit 10 und die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 montiert sind. Die Verdrahtungsschicht 19 der elektrischen Schaltungseinheit 11 ist durch Bonddrähte 41 an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet, so daß die elektrische Schaltungseinheit 11 mit dem Verdrahtungs substrat 13 elektrisch verbunden ist, und ist mit der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 über das Verdrahtungssubstrat 13 auch elektrisch verbunden. Die Verdrahtungsschicht 19 ist mit den Elektrodenanschlußstellen 40 versehen, so daß die optoelektronische integrierte Schaltung 1 über die Elektrodenanschlußstellen 40 mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 verbunden ist.
Da die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit dem in 12 gezeigten Aufbau mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 elektrisch verbunden ist, kann zwischen den beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 eine Lichtsignalübertragung ausgeführt werden. Da die elektrischen Schaltungseinheiten 11 der beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 über die Elektrodenanschlußstellen 40 ohne das Eingreifen der Verdrahtungssubstrate 13 verbunden sind, kann die Übertragungsdistanz elektrischer Signale ebenfalls verkürzt werden.
13 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines dritten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Eine optoelektronische integrierte Schaltung 1, die in 13 gezeigt ist, ist mit der Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale im wesentlichen dieselbe wie die optoelektronische integrierte Schaltung 1, die in 3 gezeigt ist.
Wie in dieser Figur dargestellt ist, umfaßt die optische Eingangsanschlußeinheit 10 dieses Beispiels ein Wafersubstrat 16-1 und eine lichtempfangende Schicht 17, die auf dem Wafersubstrat 16-1 plaziert ist und eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen in einer Gitteranordnung aufweist. Der Wafer 16-1 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet.
Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 umfaßt ein Wafersubstrat 16-3 und eine lichtemittierende Schicht 20, die auf dem Wafersubstrat 16-3 plaziert ist und eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen in einer Gitteranordnung aufweist. Die lichtempfangende Schicht 17 der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und die lichtemittierende Schicht 20 der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 sind beide durch Bonddrähte 41 an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet.
Da die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit dem in 13 gezeigten Aufbau mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 elektrisch verbunden ist, kann eine Lichtsignalübertragung zwischen den beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 ausgeführt werden. Da die lichtempfangende Schicht 17 und die lichtemittierende Schicht 20 Lichtsignale ohne das Eingreifen der Wafersubstrate 16-1 und 16-3 übertragen können, kann auch eine Dämpfung von Lichtsignalen reduziert werden.
14 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines vierten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Eine in 14 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale im wesentlichen dieselbe wie die in 3 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1.
Wie in 14 gezeigt ist, umfaßt die elektrische Schaltungseinheit 11 in dieser Reihenfolge das Wafersubstrat 16-2 und die elektrische Schaltungsschicht 18, die z.B. durch einen Transistor gebildet wird, und die Verdrahtungsschicht 19. Das Wafersubstrat 16-2 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet. Die Verdrahtungsschicht 19 in der elektrischen Schaltungseinheit 11 ist mit den Elektrodenanschlußstellen 40 versehen und ist über die Elektrodenanschlußstellen 40 mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 verbunden. Die elektrische Schaltungseinheit 11 ist auf der Oberfläche angeordnet, die der Oberfläche des Verdrahtungssubstrates 13 gegenüberliegt, auf der die optische Eingangsanschlußeinheit 10 und die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 plaziert sind.
Die optische Eingangsanschlußeinheit 10 umfaßt das Wafersubstrat 16-1 und die lichtempfangende Schicht 17, die auf dem Wafersubstrat 16-1 plaziert ist und eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen in einer Gitteranordnung aufweist. Das Wafersubstrat 16-1 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet.
Die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 umfaßt das Wafersubstrat 16-3 und die lichtempfangende Schicht 20, die auf dem Wafersubstrat 16-3 plaziert ist und eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen in einer Gitteranordnung auf weist. Das Wafersubstrat 16-3 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet.
Die Verdrahtungsschicht der elektrischen Schaltungseinheit 11 ist durch die Bonddrähte 41 an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet, so daß die elektrische Schaltungseinheit 11 mit dem Verdrahtungssubstrat 13 elektrisch verbunden ist. Die lichtempfangende Schicht 17 der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und die lichtemittierende Schicht 20 der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 sind durch die Bonddrähte 41 ebenfalls an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet. Dementsprechend ist die elektrische Schaltungseinheit 11 mit der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 elektrisch verbunden, und die optoelektronische integrierte Schaltung 1 dieses Beispiels kann mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 elektrisch verbunden sein.
Da die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit dem in 14 gezeigten Aufbau mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 elektrisch verbunden sein kann, kann eine Lichtsignalübertragung zwischen den beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 ausgeführt werden. Da die Verdrahtungsschicht 19 mit dem Verdrahtungssubstrat 13 ohne das Eingreifen des Wafersubstrats 16-2 elektrisch verbunden ist, kann eine Dämpfung elektrischer Signale reduziert werden. Da die lichtempfangende Schicht 17 und die lichtemittierende Schicht 20 Lichtsignale ohne das Eingreifen der Wafersubstrate 16-1 und 16-3 übertragen können, kann ferner eine Dämpfung von Lichtsignalen reduziert werden.
15 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines fünften Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Eine in 15 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale im wesentlichen dieselbe wie die in 14 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1.
Wie in 15 gezeigt ist, umfaßt die elektrische Schaltungseinheit 11 das Wafersubstrat 16-2, die durch z.B. einen Transistor gebildete elektrische Schaltungsschicht 18 und die Verdrahtungsschicht 19. Das Wafersubstrat 16-2 ist an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet. Die elektrische Schaltungs einheit 11, die optische Eingangsanschlußeinheit 10 und die optische Ausgangsanschlußeinheit 12 sind alle auf der gleichen Seite des Verdrahtungssubstrates 13 angeordnet.
Die Verdrahtungsschicht 19 der elektrischen Schaltungseinheit 11 ist durch die Bonddrähte 41 an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet, so daß die elektrische Schaltungseinheit 11 mit dem Verdrahtungssubstrat 13 elektrisch verbunden ist. Die lichtempfangende Schicht 17 der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und die lichtemittierende Schicht 20 der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 sind durch die Bonddrähte 41 an das Verdrahtungssubstrat 13 gebondet. Die elektrische Schaltungseinheit 11 ist somit mit der optischen Eingangsanschlußeinheit 10 und der optischen Ausgangsanschlußeinheit 12 elektrisch verbunden.
Da die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit dem in 15 gezeigten Aufbau mit einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 elektrisch verbunden sein kann, kann zwischen den beiden optoelektronischen integrierten Schaltungen 1 eine Lichtsignalübertragung ausgeführt werden. Da die Verdrahtungsschicht 19 mit dem Verdrahtungssubstrat 13 ohne das Eingreifen des Wafersubstrats 16-2 elektrisch verbunden ist, kann auch eine Dämpfung elektrischer Signale reduziert werden. Da die lichtempfangende Schicht 17 und die lichtemittierende Schicht 20 Lichtsignale ohne das Eingreifen der Wafersubstrate 16-1 und 16-3 übertragen können, ferner eine Dämpfung von Lichtsignalen reduziert werden.
16 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines sechsten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Die in 16 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1 umfaßt eine optische Eingangsanschlußschicht 45, eine optische Ausgangsanschlußschicht 46, ein Wafersubstrat 47, elektrische Schaltungsschichten 48 und Verdrahtungsschichten 49.
Die in 16 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist um das Wafersubstrat 47 aufgebaut, wobei die elektrischen Schaltungsschichten 48 das Wafersubstrat 47 sandwichartig aufnehmen. Die Verdrahtungsschichten 49 sind jeweils an die elektrischen Schaltungsschichten 48 gebondet. Die optische Eingangsanschlußschicht 45 und die optische Ausgangsanschlußschicht 46 befinden sich an den äußersten Posi tionen. Die optische Eingangsanschlußschicht 45 enthält eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen, und die optische Ausgangsanschlußschicht 47 enthält eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen. Die in 16 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist somit um das Wafersubstrat 47 integral aufgebaut.
Die optoelektronische integrierte Schaltung 1 mit dem in 16 gezeigten Aufbau kann zu und von einer anderen optoelektronischen integrierten Schaltung 1 übertragen. Da die optoelektronische integrierte Schaltung 1 integral gebildet ist, kann ferner das Produktionsverfahren vereinfacht werden, und die optoelektronische integrierte Schaltung 1 kann kleiner gemacht werden.
17 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines siebten Beispiels einer optoelektronischen integrierten Schaltung. Die in 17 dargestellte optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale im wesentlichen dieselbe wie die in 16 gezeigte optoelektronische integrierte Schaltung 1.
Die in 17 dargestellte optoelektronische integrierte Schaltung 1 umfaßt die optische Eingangsanschlußschicht 45, die optische Ausgangsanschlußschicht 46, das Wafersubstrat 47, die elektrischen Schaltungsschichten 48 und die Verdrahtungsschichten 49. Die optoelektronische integrierte Schaltung 1 ist um das Wafersubstrat 47 aufgebaut, wobei die elektrischen Schaltungsschichten 48 das Wafersubstrat 47 sandwichartig aufnehmen. Die Verdrahtungsschichten 49 sind jeweils an die elektrischen Schaltungsschichten 48 gebondet. Die eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen enthaltende optische Eingangsanschlußschicht 45 und die eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen enthaltende optische Ausgangsanschlußschicht 46 sind an die Verdrahtungsschichten 49 gelötet.
Dementsprechend können die optische Eingangsanschlußschicht 45 und die optische Ausgangsanschlußschicht 46 getrennt von dem das Wafersubstrat 47, die elektrischen Schaltungsschichten 48 und die Verdrahtungsschichten 49 umfassenden Teil gebildet werden. Folglich kann die optoelektronische integrierte Schaltung 1 dieses Beispiels eine erhöhte Viel seitigkeit aufweisen. Das Projektionsverfahren kann ebenfalls vereinfacht werden, und die optoelektronische integrierte Schaltung 1 kann kleiner gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die konkret offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern Variationen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Anspruche abzuweichen.

Claims

Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung, umfassend: eine erste optoelektronische integrierte Schaltung, die eine elektrische Schaltungseinheit, eine optische Ausgangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind, und eine optische Eingangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von mit der elektrischen Schaltungseinheit verbundenen lichtempfangenden Elementen enthält; und eine zweite optoelektronische integrierte Schaltung, die eine elektrische Schaltungseinheit, eine optische Ausgangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, die mit der elektrischen Schaltungseinheit verbunden sind, und eine optische Eingangsanschlußeinheit mit einer Mehrzahl von mit der elektrischen Schaltungseinheit verbundenen lichtempfangenden Elementen enthält; worin die erste optoelektronische integrierte Schaltung und die zweite optoelektronische integrierte Schaltung so angeordnet sind, daß jede optische Ausgangsanschlußeinheit jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit gegenüberliegt, so daß eine Lichtsignalübertragung zwischen jeder optischen Ausgangsanschlußeinheit und jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung ausgeführt werden kann [2, 3].
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, worin: jede der ersten optoelektronischen integrierten Schaltung und der zweiten optoelektronischen integrierten Schaltung die optische Ausgangsanschlußeinheit, die eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen in einer Gitteranordnung enthält, die optische Eingangsanschlußeinheit, die eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen in einer Gitteranordnung enthält, die elektrische Schaltungseinheit und Elektrodenanschlußstellen zum Eingeben und Abgeben eines elektrischen Signals umfaßt; und die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen und die Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen auf einer Oberfläche eines Substrats angeordnet sind, während die Elektrodenanschlußstellen auf einer Oberfläche angeordnet sind, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf der die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen und die Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen angeordnet sind.
Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen nach Anspruch 1 oder 2, welche Mehrzahl optoelektronischer integrierter Schaltungsvorrichtungen aufeinander gestapelt und durch die Elektrodenanschlußstellen aneinander gebondet ist, worin die Mehrzahl optoelektronischer integrierter Schaltungsvorrichtungen elektrisch aneinander gebondet ist [5, 8]
Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend optische Wellenleiter, welche ein Lichtsignal von einer optischen Ausgangsanschlußeinheit in eine optische Eingangsanschlußeinheit eingeben.
Mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen nach anspruch 1 oder 2, die jeweils eine Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen aufweisen, welche Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen aufeinander gestapelt und durch die Elektrodenpads aneinander gebondet ist, welche Mehrzahl von optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen elektrisch aneinander gebondet ist, worin die Mehrzahl gestapelter optoelektronischer integrierter Schaltungsvorrichtungen optisch verbunden ist.
Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 4, worin jede der optoelektronischen integrierten Schaltungen mit Markierungen zum Positionieren optischer Achsen und Löchern zum Positionieren optischer Achsen zumindest an zwei Ecken versehen ist, wobei Positionierstifte in die Löcher zum Positionieren optischer Achsen eingesetzt werden.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 7 ferner umfassend Anschlußstellen für Stromquellen, die auf Seitenflächen von jeder der optoelektronischen integrierten Schaltungen gebildet sind.
Gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: Wärmeleitungsplatten zur Wärmedissipation, die zwischen den optoelektronischen integrierten Schaltungsvorrichtungen angeordnet und in Kontakt mit jeder elektrischen Schaltungseinheit angeordnet sind; und Wärmestrahlungsrippen, die in Kontakt mit den Wärmeleitungsplatten plaziert sind.
Mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 5, worin die mehrfach gestapelte optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung auf einem Substrat angeordnet ist, welches umfaßt: einen optischen Wellenleiter, der eine Signalübertragung zwischen den gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungen durchführt; eine Stromquellenleitung, die Leistung an die gestapelten optoelektronischen integrierten Schaltungen liefert; und eine Schnittstelleneinheit, die eine Schnittstelle mit einem anderen Substrat bildet [11].
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 umfassend eine elektrische Schaltungsschicht, die durch die optische Ausgangsanschlußschicht und die optische Eingangsanschlußschicht sandwichartig aufgenommen ist.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 10, worin jede optische Ausgangsanschlußschicht und jede optische Eingangsanschlußschicht an jede entsprechende elektrische Schaltungsschicht gelötet sind.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin jede elektrische Schaltungseinheit auf der gleichen Seite eines Substrats wie jede entsprechende optische Ausgangsanschlußeinheit und jede entsprechende optische Eingangsanschlußeinheit angeordnet ist.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 12, worin die elektrischen Schaltungseinheiten, die optischen Ausgangsanschlußeinheiten und die optischen Eingangsanschlußeinheiten durch Drahtbonden mit dem Substrat jeweils elektrisch verbunden sind.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin jede elektrische Schaltungseinheit auf einer gegenüberliegenden Seite eines Substrats von jeder entsprechenden Ausgangsanschlußeinheit und jeder entsprechenden optischen Eingangsanschlußeinheit angeordnet ist.
Optoelektronische integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 14, worin die elektrischen Schaltungseinheiten, die optischen Ausgangsanschlußeinheiten und die optischen Eingangsanschlußeinheiten jeweils durch Drahtbonden mit dem Substrat elektrisch verbunden sind.