JP7111600B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態に係る光電気混載装置LEの回路構成の一例を示すブロック図である。
次いで、本実施の形態に係る光電気混載装置LEの動作例について説明する。
次いで、本実施の形態に係る半導体装置SDの構成について説明する。
ここで、第1開口部OP1の作用について説明する。本実施の形態では、第1開口部OP1は、平面視において、光導波路OWと重なっている。第1絶縁層IL1の厚さが小さい場合、光導波路OWから基板SUB側に向かって染み出した光は、第1絶縁層IL1が形成された領域よりも遠い領域(基板SUB側)に到達し得る。この場合でも、本実施の形態に係る半導体装置SDでは、基板SUBに第1開口部OP1が形成されているため、上記染み出した光は、第1開口部OP1下の基板SUBに到達しない。結果として、基板SUBによって光が散乱されるのを抑制されて、光損失が低減され得る。
次いで、本実施の形態に係る半導体装置SDの製造方法の一例について説明する。図4~図20は、半導体装置SDの製造方法に含まれる工程の一例を示す要部断面図である。
まず、図4に示されるように、基板SUBと、基板SUB上に形成された第1絶縁層IL1と、第1絶縁層IL1上に形成された半導体層SLと、を有する半導体ウェハSWを準備する。半導体ウェハSWは、製造されてもよいし、市販品として購入されてもよい。
次いで、上記配線層を形成する。前述のとおり、本実施の形態において、上記配線層は、第2絶縁層IL2、第1プラグPL1、第1配線WR1、第3絶縁層IL3、第2プラグPL2、第2配線WR2および保護膜PFを有する。
次いで、図18に示されるように、半導体ウェハSWの第2面(裏面)SF2に第1開口部OP1を形成する。より具体的には、基板SUBの第2面SF2の、光導波路OWおよび光変調部LMの一方または両方の直下に位置する領域に第1開口部OP1を形成する。本実施の形態では、底面視において、光導波路OWおよび光変調部LMの両方に重なるように第1開口部OP1が形成される(図2参照)。
次いで、図20に示されるように、第1開口部OP1を覆うようにカバーCVを基板SUBの第2面SF2上に配置する。具体的には、第1開口部OP1を覆うようにカバーCVを基板SUBの第2面SF2上に配置した状態で、カバーCVおよび基板SUBを互いに固定する。カバーCVおよび基板SUBを互いに固定する方法の例には、陽極接合法が含まれる。カバーCVの材料の例は、前述の通りである。
本実施の形態に係る半導体装置SDでは、基板SUBの第2面SF2に第1開口部OP1が形成されている。そして、第1開口部OP1は、光学素子および上記配線層が形成された後に形成され得る。したがって、上記配線層は、基板SUBおよび第1絶縁層IL1により安定に支持された状態で形成され得る。これにより、本実施の形態に係る半導体装置SDは、信頼性を損なうことなく、かつ容易に製造され得る。結果として、半導体装置SDの信頼性を高めることができる。
図22は、変形例1に係る半導体装置SD1の構成の一例を示す要部断面図であり、図23は、変形例2に係る半導体装置SD2の構成の一例を示す要部断面図である。
CT1 第1貫通孔
CT2 第2貫通孔
CV カバー
EC1 第1電子回路
EC2 第2電子回路
EC3 第3電子回路
IL1、RIL1 第1絶縁層
IL2 第2絶縁層
IL3 第3絶縁層
La、Lb 分岐導波路
Li i型半導体部
LI 光入力部
Lin 入力用の光導波路
LE 光電気混載装置
LM 光変調部
Ln n型半導体部
LO 光出力部
Lout 出力用の光導波路
Lp p型半導体部
OP1 第1開口部
OP2 第2開口部
OW 光導波路
PF 保護膜
PL1 第1プラグ
PL2 第2プラグ
PR 受光部
POP パッド開口部
RCV 空洞部
RM1、RM2、RM3 レジストマスク
SD、SD1、SD2、RSD 半導体装置
SF1 第1面
SF2 第2面
SL 半導体層
SUB、RSUB 基板
SW 半導体ウェハ
WR1 第1配線
WR2 第2配線
Claims (19)
- 互いに表裏の関係にある第1面および第2面を含む基板と、
前記第1面上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成され、半導体層で構成された光導波路と、
前記第1絶縁層上に形成された配線層と、
を有し、
前記配線層は、前記第1絶縁層上に前記光導波路を覆うように形成された第2絶縁層と、前記第2絶縁層上に形成された第1配線とを含み、
前記第2面には、第1開口部が形成されており、
前記第1開口部は、平面視において、前記光導波路と重なっており、
前記第2絶縁層において、前記光導波路の周囲に空洞部は形成されていない、
半導体装置。 - 前記第1開口部は、前記基板に形成された貫通部である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1開口部を覆うように前記基板の前記第2面上に配置されたカバーをさらに有する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1開口部の内部には、不活性ガスが収容されている、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記不活性ガスは、アルゴンおよび窒素からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記第1開口部の内部には、乾燥空気が収容されている、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記カバーは、ガラス板またはシリコン基板である、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記第1絶縁層の厚さは、100nm以上かつ500nm以下である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記光導波路は、前記光導波路内を通過する光の位相を変調するための光変調部の一部である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置は、複数の前記光導波路を有し、
前記第1開口部は、平面視において、前記複数の光導波路と重なっている、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記基板上において、パッド開口部が形成された保護膜をさらに有し、
前記パッド開口部は、平面視において、前記第1開口部と異なる位置に形成されている、請求項1に記載の半導体装置。 - 互いに表裏の関係にある第1面および第2面を含む基板と、前記第1面上に形成された第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成された半導体層からなる光導波路と、を有する半導体ウェハを準備する工程と、
前記半導体ウェハ上に配線層を形成する工程と、
前記配線層を形成する工程の後に、平面視において、前記光導波路と重なるように、前記第2面に第1開口部を形成する工程と、
を含み、
前記配線層は、前記第1絶縁層上に前記光導波路を覆うように形成された第2絶縁層と、前記第2絶縁層上に形成された第1配線とを含み、
前記第2絶縁層において、前記光導波路の周囲に空洞部は形成されていない、半導体装置の製造方法。 - 前記第1開口部を形成する工程では、前記第1絶縁層が露出するように、前記基板に貫通部を前記第1開口部として形成する、請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1開口部に連通する貫通部である第2開口部を前記第1絶縁層に形成する工程をさらに含む、請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1開口部を覆うように前記基板上にカバーを配置する工程をさらに含む、請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記カバーを配置する工程では、不活性ガスが充填された雰囲気において、前記カバーを前記基板上に配置し、前記カバーおよび前記基板を互いに固定する、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記不活性ガスは、アルゴンおよび窒素からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記カバーを配置する工程では、乾燥空気が充填された雰囲気において、前記カバーを前記基板上に配置し、前記カバーおよび前記基板を互いに固定する、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
- 互いに表裏の関係にある第1面および第2面を含む基板と、
前記第1面上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成された配線層と、
半導体層で構成された光導波路と、
を有し、
前記配線層は、前記光導波路を覆うように形成された第2絶縁層と、前記第2絶縁層上に形成された第1配線とを含み、
前記光導波路の上面および側面は前記第2絶縁層と接しており、
前記第2面には、第1開口部が形成されており、
前記第1開口部は、平面視において、前記光導波路と重なっており、
前記第1絶縁層には、前記第1開口部に連通する貫通部である第2開口部が形成されており、
前記光導波路は、前記第1開口部および前記第2開口部の内部に露出しており、
前記第2絶縁層において、前記光導波路の周囲に空洞部は形成されていない、
半導体装置。
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---|---|---|---|---|
US11233008B2 (en) * | 2019-06-19 | 2022-01-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing an integrated circuit with buried power rail |
KR20210103620A (ko) * | 2020-02-13 | 2021-08-24 | 삼성전자주식회사 | 빔 스티어링 장치 및 이를 포함한 시스템 |
JP2023028947A (ja) * | 2021-08-20 | 2023-03-03 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光導波路素子、光通信装置及びスラブモード除去方法 |
US11803009B2 (en) * | 2022-02-25 | 2023-10-31 | Globalfoundries U.S. Inc. | Photonics structures having a locally-thickened dielectric layer |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002196295A (ja) | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子 |
JP2004053827A (ja) | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Fujikura Ltd | リッジ型光導波路素子 |
US20090087137A1 (en) | 2007-10-02 | 2009-04-02 | My The Doan | Planar lightwave circuits with air filled trenches |
US20090274418A1 (en) | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Reduction of substrate optical leakage in integrated photonic circuits through localized substrate removal |
US20110235962A1 (en) | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Oracle International Corporation | Optical device with high thermal tuning efficiency |
JP2015191031A (ja) | 2014-03-27 | 2015-11-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | 光デバイスおよびその製造方法 |
JP2018146669A (ja) | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 富士通株式会社 | 光半導体及びその製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016180860A (ja) | 2015-03-24 | 2016-10-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
US10132997B2 (en) * | 2016-05-16 | 2018-11-20 | Finisar Corporation | Adiabatically coupled optical system |
JP2018077264A (ja) * | 2016-11-07 | 2018-05-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
EP3506002B1 (en) * | 2017-12-29 | 2022-06-08 | IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik | Electrooptical device |
US11099338B2 (en) * | 2018-01-25 | 2021-08-24 | Poet Technologies, Inc. | Method of forming an hermetic seal on electronic and optoelectronic packages |
US10627655B2 (en) * | 2018-03-29 | 2020-04-21 | Sifotonics Technologies Co., Ltd. | Monolithic electro-optical modulator having suspended structure |
-
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-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002196295A (ja) | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路素子 |
JP2004053827A (ja) | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Fujikura Ltd | リッジ型光導波路素子 |
US20090087137A1 (en) | 2007-10-02 | 2009-04-02 | My The Doan | Planar lightwave circuits with air filled trenches |
US20090274418A1 (en) | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Reduction of substrate optical leakage in integrated photonic circuits through localized substrate removal |
US20110235962A1 (en) | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Oracle International Corporation | Optical device with high thermal tuning efficiency |
JP2015191031A (ja) | 2014-03-27 | 2015-11-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | 光デバイスおよびその製造方法 |
JP2018146669A (ja) | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 富士通株式会社 | 光半導体及びその製造方法 |
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