衬底内的光波导边缘耦合

技术领域

本公开实施例总体上涉及半导体封装的领域，且具体涉及光耦合光子集成电路(PIC)。

背景技术

计算和移动设备中的持续增长将持续增加针对半导体封装内的管芯之间的增加的带宽和速度的需求。

附图说明

图1图示了根据各种实施例的包括具有腔的衬底的封装的自顶向下视图和横截面侧视图，其中衬底内的光波导与衬底在腔内的边缘处的管芯光耦合。

图2图示了根据各种实施例的衬底内的光波导与光子集成电路(PIC)之间的光耦合的侧视图。

图3图示了根据各种实施例的包括具有腔的衬底的封装的自顶向下视图和横截面侧视图，其中衬底内的多个级别处的光波导与衬底在腔内的边缘处的管芯光耦合。

图4图示了根据各种实施例的包括具有两个腔的衬底的封装的自顶向下视图，其中衬底内的光波导与衬底在第一腔内的边缘处的管芯光耦合且与第二腔的边缘处的管芯光耦合。

图5图示了根据各种实施例的包括衬底的封装的自顶向下视图，其中衬底内的光波导与衬底的边缘处的管芯光耦合。

图6A-6D图示了根据各种实施例的用于在衬底内形成光波导的制造工艺中的阶段。

图7A-7E图示了根据各种实施例的用于在玻璃衬底内形成光波导的制造工艺中的阶段。

图8A-8C图示了根据各种实施例的用于在玻璃衬底内形成光波导的另一制造工艺中的阶段。

图9图示了根据实施例的玻璃互连工艺的激光辅助蚀刻的多个示例。

图10图示了根据各种实施例的用于在衬底内形成光波导的工艺的示例。

图11示意性地图示了根据各种实施例的计算设备。

具体实施方式

本文描述的实施例可以与用于通过使用光学扇出实现PIC在与中央处理单元(CPU)、逻辑管芯、处理管芯或其他管芯(其在本文中可以被统称为XPU)邻近的衬底中的密集集成的装置、工艺和技术相关。在实施例中，光学扇出可以包括在衬底内形成以与PIC光耦合的波导。PIC然后可以与XPU电耦合。在实施例中，衬底可以被称作集成光波导内的光学中介层。在实施例中，衬底可以由玻璃或硅制成，但不限于玻璃或硅。

在实施例中，取决于衬底、光波导和PIC的设计，这种光学扇出架构可以实现封装上的超过1拍字节(petabyte)每秒(Pb/s)带宽。该架构的实施例可以通过减小封装内的PIC和XPU之间的距离来实现PIC在封装内的密集集成并促进低时延。在实施例中，由于衬底内的耦合机制的设计，可以实现封装内的部件的被动对准，以加宽波导以用于光耦合到PIC。

在以下详细描述中，参考了附图，附图形成该详细描述的部分，其中自始至终，相似附图标记指定相似部分，并且在附图中，作为图示而示出了其中可以实践本公开的主题的实施例。应当理解，可以利用其他实施例，并且在不脱离本公开范围的情况下，可以作出结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应在限制意义上采取，并且实施例的范围由所附权利要求书及其等同物限定。

出于本公开的目的，短语“A和/或B”意指(A)、(B)或(A和B)。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。

该描述可以使用基于视角的描述，诸如顶/底、入/出、上方/下方等等。这种描述仅仅用于促进讨论，而不意在将本文描述的实施例的应用限制到任何特定取向。

该描述可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”，其均可以指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，如关于本公开实施例而使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等等是同义的。

本文可以使用术语“与……耦合”连同其派生词。“耦合”可以意指以下各项中的一个或多个。“耦合”可以意味着两个或更多个元件直接物理或电接触。然而，“耦合”还可以意味着两个或更多个元件间接接触彼此但仍彼此合作或交互，且可以意味着一个或多个其他元件耦合或连接在被称为彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可以意味着两个或更多个元件直接接触。

可以以最有助于理解要求保护的主题的方式将各种操作描述为依次的多个分立操作。然而，描述的次序不应当被理解为暗示这些操作必然取决于次序。

如本文所使用，术语“模块”可以指代下述各项、是下述各项的一部分或包括下述各项：ASIC、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和/或存储器(共享、专用或组)、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适部件。

本文的各种图可以描绘一个或多个封装组件的一个或多个层。本文描绘的层被描绘为不同封装组件的层的相对位置的示例。层是出于解释的目的而描绘的，而不是按比例绘制的。因此，不应当从各图中假定层的相对大小，并且对于一些实施例，可以仅在具体指示或讨论的情况下假定大小、厚度或尺寸。

图1图示了根据各种实施例的包括具有腔的衬底的封装的自顶向下视图和横截面侧视图，其中衬底内的光波导与衬底在腔内的边缘处的管芯光耦合。图100示出了衬底102的自顶向下视图，其中在衬底102内形成腔104。衬底102还可以被称为中介层。在实施例中，衬底102可以是玻璃衬底、硅衬底、或者光波导可被形成到其中的某个其他成分的衬底，如下面进一步讨论。衬底102的厚度可以基于封装的期望特性而变化，该期望特性可以包括封装的刚性、要在衬底102内形成的光波导的层的数目和/或PIC和要与PIC耦合的XPU的尺寸。

封装140示出了可使用如下所描述的技术和工艺在衬底102内形成的各种波导120、122、124的自顶向下视图。这些工艺可以取决于衬底102的成分而变化。光学连接器130可以与衬底102的边缘耦合且可以与光波导120、122光耦合。在实施例中，光学连接器130可以用于在封装140与封装140外的其他器件(未示出)之间桥接光信号。

第一PIC 132可以与光波导120光耦合，并且第二PIC 134可以与光波导122光耦合。在实施例中，PIC 132和PIC 134位于衬底102的腔104内。PIC 132、134可以是各种大小的，且可以包括多个光耦合(未示出)以适应附加光波导。在实施例中，第一PIC 132还可以使用光波导124而与第二PIC 134光耦合。光波导124可以在第一PIC 132与第二PIC 134之间提供高速通信路线。

在实施例中，也被置于腔104内的XPU可以与第一PIC 132和第二PIC 134电耦合。因此，在如所示的实施例中，XPU 138能够经由两个不同光学路径(光波导120和光波导122)来接收高速信号。如下面进一步讨论，不同架构实施例可以大大增加到XPU 138的带宽。

在实施例中，腔104的尺寸、PIC 132、134的尺寸和定位、XPU 138的尺寸和定位以及波导120、122的定位和设计可以在封装140的制造期间实现被动对准。

封装170是封装140的横截面侧视图，且包括衬底102和衬底102内的腔104、第一PIC 132和第二PIC 134以及腔104内的XPU 138。在实施例中，可以使用互连层139以将第一PIC 132与XPU 138电耦合且将第二PIC 134与XPU 138电耦合。在实施例中，互连层139可以不存在，并且电互连可以通过衬底103而发生。

波导120可以与第一PIC 132光耦合，如所示的那样。在实施例中，可以在波导120的端部120a与PIC 132的光学部件(未示出)之间分配光学底部填充137。在实施例中，光学底部填充137可以是基于匹配光波导120的索引来选择的，且可以用于填充端部120a与PIC132之间的间隙。在实施例中，光学连接器130可以被置于衬底102的表面上，且可以使用倏逝耦合而与波导120、122光耦合。在其他实施例中，可以使用端射或对接耦合方案以将波导120、122和光学连接器130光耦合。注意，这些光耦合可以涉及波长不敏感耦合技术以实现波分复用(WDM)。

图2图示了根据各种实施例的衬底内的光波导与光子集成电路(PIC)之间的光耦合的侧视图。可与图1的封装170类似的封装部分200包括玻璃衬底202和互连层239，两者均可以耦合到IC衬底203，IC衬底203可以类似于图1的玻璃衬底102、互连层139和IC衬底103。

光波导220可以与PIC 232光耦合，这可以类似于图1的光波导120和PIC 132。在实施例中，可与图1的光学底部填充137类似的光学底部填充237可以位于波导220与PIC 232之间。在实施例中，光学底部填充237中的一些还可以延伸到衬底202的侧部以及在PIC 232的部分下面延伸。

光波导220的端部220a可以与PIC 232光耦合，作为边缘耦合。端部220a可以包括：在实施例中可向外呈圆锥形逐渐变窄的模式扩充器221，结合到PIC 232的边缘耦合而使用，以便降低对PIC 232相对于波导220的未对准的灵敏度。

图3图示了根据各种实施例的包括具有腔的衬底的封装的自顶向下视图和横截面侧视图，其中衬底内的多个级别处的光波导与衬底在腔内的边缘处的管芯光耦合。封装300示出了包括衬底302、腔304、光学连接器330和位于腔304内的XPU 338的自顶向下视图，其可以类似于图1的衬底102、腔104、光学连接器130和XPU 138。可与图1的PIC 132或PIC 134类似的多个PIC 332经由波导320而与光学连接器330光耦合。

在实施例中，可与图1的互连层139类似的互连层339可以将PIC 332中的一个或多个与XPU 338或其他PIC 332电耦合。注意，在实施例中，XPU 338可以包括多个XPU部件或其他电路。

封装370示出了封装300的横截面侧视图，其中互连层339位于包括PIC 332a的第一层下面，PIC 332a可以类似于封装300的PIC 332，PIC 332a与位于衬底302内第一深度d1的光波导320a光耦合，其中PIC 332a与XPU 338a电耦合。类似地，在互连层339下面的是包括PIC 332b的第二层，PIC 332b可以类似于封装300的PIC 332，PIC 332b与位于衬底302内第一深度d2的光波导320b光耦合，其中PIC 332a与XPU 338b电耦合。因此，在该配置中，XPU338a、338b可以与16个PIC 320a、320b电耦合。在其他实施例中，可以使用其他数目的PIC320a、320b。在实施例中，互连层339可以包括电路以及桥，诸如嵌入式多管芯互连桥(EMIB)(未示出)。

图4图示了根据各种实施例的包括具有两个腔的衬底的封装的自顶向下视图，其中衬底内的光波导与衬底在第一腔内的边缘处的管芯和第二腔的边缘处的管芯光耦合。封装400示出了具有与光耦合器430光耦合的多个光波导420的衬底402，这可以类似于图1的衬底102、光波导120、122和光耦合器130。

封装400包括：两个腔404a、404b，其可以类似于图1的腔104，PIC 432被置于该两个腔404a、404b中，并且该两个腔404a、404b与光波导420光耦合。可与图3的XPU 338类似的XPU 438可以与每个腔404a、404b内的相应PIC 432电耦合。另外，可以使用一个或多个光波导421以光耦合位于不同腔404a、404b中的PIC 432。

图5图示了根据各种实施例的包括衬底的封装的自顶向下视图，其中衬底内的光波导与衬底的边缘处的管芯光耦合。封装500包括衬底502、光波导520、光学连接器530、PIC532、XPU 538和互连层539，其可以类似于图1的衬底102、光波导120、122、光学连接器130、PIC 132、XPU 138和互连层139。在实施例中，互连层539可以将PIC 532和XPU 538电耦合。PIC 532可以使用光波导520而与光学连接器530光耦合。在该实施例中，可以从衬底502的拐角向外形成腔504，PIC 532和XPU 538可以被插入到腔504中。

应当注意，关于封装500示出的实施例是可包括衬底502的不同配置的许多实施例之一的示例，其中各种PIC(诸如，PIC 532)位于衬底502的一个或多个边缘处，其中各种光波导(诸如，光波导520)被嵌入衬底502内。PIC可以使用互连层539而与XPU(诸如，XPU 538)或其他电路电耦合。在实施例中，互连层539可以被实现为高密度路由层、标准路由层或被实现为嵌入式管芯，诸如EMIB。

图6A-6D图示了根据各种实施例的用于在衬底内形成光波导的制造工艺中的阶段。图6A示出了其中可以标识可与图1的衬底102类似的第一衬底层601的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。在实施例中，第一衬底601层可以是玻璃衬底、硅衬底或由某个其他材料制成的衬底。

图6B示出了其中将波导层672沉积在第一衬底层601的表面上的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。在实施例中，经沉积的波导层672可以包括SiNx、掺杂SiOx等等。在实施例中，可以从可光致图案化电介质向外形成波导层672。

图6C示出了其中波导层672受制于图案化工艺从而在第一衬底层601顶上产生可与图1的波导120、122类似的个体波导620的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。

图6D示出了其中将第二衬底层603沉积在第一衬底层601和波导620顶上的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。在实施例中，该沉积可以被称作应用覆层603。结果是形成光波导620被嵌入到其中的衬底602，其可以类似于图1的衬底102。

图7A-7E图示了根据各种实施例的用于在玻璃衬底内形成光波导的制造工艺中的阶段。图7A示出了其中可以标识可与图1的衬底102类似的第一玻璃衬底层701的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。

图7B示出了其中将掩模层764沉积在第一玻璃衬底层701的表面上的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。在实施例中，经沉积的掩模层764可以包括诸如铜、镍、钛、铬或铝之类的金属。

图7C示出了其中对掩模层764进行图案化以在第一玻璃衬底层701的表面上面创建暴露区域766的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。

图7D示出了其中将离子注入或离子交换工艺应用于第一玻璃衬底层701的制造工艺中的阶段的横截面侧视图，其中通过使用经过暴露区域766的离子以改变第一玻璃衬底层701中的玻璃的折射率，来创建可与图1的波导120类似的波导720。

图7E示出了其中剥离掩模层764并且将第二衬底层703沉积在第一衬底层701和波导720顶上的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。在实施例中，该沉积可以被称作应用覆层703。结果是形成光波导720被嵌入到其中的衬底702，其可以类似于图1的衬底102。

图8A-8C图示了根据各种实施例的用于在玻璃衬底内形成光波导的另一制造工艺中的阶段。图8A示出了其中可以标识可与图1的衬底102类似的第一玻璃衬底层801的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。

图8B示出了其中将激光直写工艺应用于第一玻璃衬底层801的表面以形成波导820的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。

图8C示出了其中将第二衬底层803沉积在第一衬底层801和波导820顶上的制造工艺中的阶段的横截面侧视图。结果是形成光波导820被嵌入到其中的衬底802，其可以类似于图1的衬底102。

在实施例中，应当领会，可以使用其他工艺以在衬底的表面的顶部处创建光波导。例如，可以使用下面关于图9描述的技术来在玻璃衬底层(诸如，第一玻璃衬底层801)的表面内形成沟槽。一旦沟槽被形成，光波导材料(诸如，图6B的波导层672的光波导材料)就可以被沉积在沟槽内。可以应用可与上面在图6D、图7E和/或图8内描述的制造阶段类似的后续制造阶段，以将经沉积的光波导材料嵌入到衬底中。

图9图示了根据实施例的玻璃互连的激光辅助蚀刻工艺(其在本文中可以被称作“LEGIT”)的多个示例。LEGIT技术的一个使用是将可替换衬底芯材料提供给在用于实现产品(诸如服务器、图形、客户端、5G等等)的半导体封装中使用的传统铜覆层压(CCL)芯。通过使用激光辅助蚀刻、无裂缝、高密度过孔钻机，可以将中空的形状形成到玻璃衬底中。在实施例中，可以调整不同工艺参数，以实现各种形状和深度的钻机，从而针对创新器件、架构、工艺和玻璃中的设计而打开门。诸如本文讨论的桥之类的实施例也可以利用这些技术。

图900示出了针对微电子封装衬底(例如，玻璃)中的通孔和盲孔(或沟槽)的高级工艺流程，使用LEGIT以创建通孔或盲孔。具有激光感应的形态改变的玻璃的所得到的体积/形状然后可以被选择性地蚀刻以创建可填充有导电材料的沟槽、通孔或空白。通孔912由来自玻璃晶片906的相对侧上的两个激光源902、904的激光脉冲创建。如本文所使用，直通钻机和通孔指代当钻机或过孔在玻璃/衬底的一侧上开始且在另一侧上结束时。盲钻机和盲孔指代当钻机或过孔在衬底的表面上开始且在衬底内部半途停止时。在实施例中，来自两个激光源902、904的激光脉冲被垂直地应用于玻璃晶片906以感应遇到激光脉冲的玻璃中的形态改变908，其还可以被称作结构改变。该形态改变908包括玻璃的分子结构中的改变，以使蚀刻出来更容易(移除玻璃的部分)。在实施例中，可以使用湿法蚀刻工艺。

图920示出了针对双盲形状的高级工艺流程。双盲形状932、933可以由来自处于玻璃晶片926的相对侧上的两个激光源922、924的激光脉冲创建，该两个激光源922、924可以类似于激光源902、904，玻璃晶片926可以类似于玻璃晶片906。在该示例中，可以在来自两个激光源922、924的激光脉冲能量和/或激光脉冲曝光时间中作出调整。由此，玻璃926中的形态改变928、929可以产生，其中这些改变使蚀刻出玻璃的部分更容易。在实施例中，可以使用湿法蚀刻工艺。

图940示出了针对单盲形状的高级工艺，该单盲形状还可以被称作沟槽。在该示例中，单个激光源942将激光脉冲递送到玻璃晶片946以在玻璃946中创建形态改变948。如上所描述，这些形态改变使蚀刻出玻璃952的部分更容易。在实施例中，可以使用湿法蚀刻工艺。

图960示出了针对通孔形状的高级工艺流程。在该示例中，单个激光源962将激光脉冲应用于玻璃966以在玻璃966中创建形态改变968，其中该改变使蚀刻出玻璃972的部分更容易。如这里所示，已经调整来自激光源962的激光脉冲能量和/或激光脉冲曝光时间，以创建整个延伸通过玻璃966的蚀刻出部分972。

关于图9，尽管实施例将激光源902、904、922、924、942、962示作与玻璃906、926、946、966的表面垂直，但在实施例中，在脉冲能量和/或脉冲曝光时间变化的情况下，激光源可以位于与玻璃的表面呈一定角度处，以便导致对角线过孔或沟槽或者对过孔(诸如912、972)成形，例如使它呈圆柱形、锥形或包括某个其他特征。另外，使玻璃类型发生变化还可能导致过孔或沟槽内的不同特征，这是由于玻璃的蚀刻强烈依赖于玻璃的化学成分。

在使用关于图9描述的工艺的实施例中，可以创建在直径方面小于10μm的通孔912、972，并且通孔912、972可以具有40:1至50:1的长宽比。由此，过孔的远远更高的密度可以被置于玻璃内且被置于在精细节距处更接近于彼此。在实施例中，该节距可以是50μm或更小。在创建过孔或沟槽之后，可以应用金属化工艺以便创建经过过孔或沟槽的导电路径，例如电镀通孔(PTH)。使用这些技术，更精细节距的过孔可以导致更好的信令，从而允许更多I/O信号路由通过玻璃晶片且到诸如衬底之类的其他耦合部件。

图10图示了根据各种实施例的用于在衬底内形成光波导的工艺的示例。可以使用本文描述且特别地关于图1-9描述的技术、方法、系统和/或装置来执行工艺1000。

在框1002处，工艺可以包括：标识衬底的第一层。在实施例中，衬底可以类似于图1的衬底102、图2的衬底202、图3的衬底302、图4的衬底402、图5的衬底502、图6A的第一衬底层601、图7A的第一玻璃衬底层701或图8A的第一玻璃衬底层801。

在框1004处，工艺可以进一步包括：在衬底的第一层的表面上形成一个或多个光波导。在实施例中，形成一个或多个光波导可以类似于关于图6A-8C示出和描述的工艺阶段。

在框1006处，工艺可以进一步包括：将衬底的第二层应用到覆盖该一个或多个所形成的光波导的衬底的第一层的表面上。在实施例中，形成一个或多个光波导可以类似于关于图6A-8C示出和描述的工艺阶段。

图11是根据本发明实施例的计算机系统1100的示意图。根据如本公开中阐述的若干所公开的实施例及其等同物中的任一个，如所描绘的计算机系统1100(也被称作电子系统1100)可以体现衬底内的光波导边缘耦合。计算机系统1100可以是诸如上网本计算机之类的移动设备。计算机系统1100可以是诸如无线智能电话之类的移动设备。计算机系统1100可以是台式计算机。计算机系统1100可以是手持阅读器。计算机系统1100可以是服务器系统。计算机系统1100可以是超级计算机或高性能计算系统。

在实施例中，电子系统1100是包括用于电耦合电子系统1100的各种部件的系统总线1120的计算机系统。系统总线1120是根据各种实施例的单个总线或总线的任何组合。电子系统1100包括将功率提供给集成电路1110的电压源1130。在一些实施例中，电压源1130通过系统总线1120将电流供给到集成电路1110。

集成电路1110电耦合到系统总线1120且包括根据实施例的任何电路或电路的组合。在实施例中，集成电路1110包括可具有任何类型的处理器1112。如本文所使用，处理器1112可以意指任何类型的电路，诸如但不限于微处理器、微控制器、图形处理器、数字信号处理器或另一处理器。在实施例中，处理器1112包括衬底内的光波导边缘耦合或与衬底内的光波导边缘耦合相耦合，如本文所公开。在实施例中，在处理器的存储器高速缓存中找到SRAM实施例。可被包括在集成电路1110中的其他类型的电路是定制电路或专用集成电路(ASIC)，诸如用于在无线设备中使用的通信电路1114或针对服务器的通信电路，该无线设备诸如是蜂窝电话、智能电话、寻呼机、便携式计算机、双向无线电和类似电子系统。在实施例中，集成电路1110包括管芯上存储器1116，诸如静态随机存取存储器(SRAM)。在实施例中，集成电路1110包括嵌入式管芯上存储器1116，诸如嵌入式动态随机存取存储器(eDRAM)。

在实施例中，集成电路1110是利用后续集成电路1111补充的。有用实施例包括双处理器1113和双通信电路1115和双管芯上存储器1117，诸如SRAM。在实施例中，双集成电路1110包括嵌入式管芯上存储器1117，诸如eDRAM。

在实施例中，电子系统1100还包括：外部存储器1140，其进而可以包括适于特定应用的一个或多个存储器元件，诸如以RAM的形式存在的主存储器1142、一个或多个硬盘驱动器1144、和/或处置可移除介质1146的一个或多个驱动器，可移除介质1146诸如是软盘、致密盘(CD)、数字可变盘(DVD)、闪速存储器驱动器和本领域中已知的其他可移除介质。根据实施例，外部存储器1140还可以是嵌入式存储器1148，诸如管芯堆叠中的第一管芯。

在实施例中，电子系统1100还包括显示设备1150、音频输出1160。在实施例中，电子系统1100包括：输入设备(诸如控制器1170)，其可以是键盘、鼠标、轨迹球、游戏控制器、麦克风、语音辨别设备、或者将信息输入到电子系统1100中的任何其他输入设备。在实施例中，输入设备1170是相机。在实施例中，输入设备1170是数字录音机。在实施例中，输入设备1170是相机和数字录音机。

如本文所示，集成电路1110可以被实现在根据若干所公开的实施例及其等同物中的任一个的多个不同实施例、根据如本文在各种实施例中阐述的若干所公开的实施例及其领域认识到的等同物中的任一个的电子系统、计算机系统、制作集成电路的一个或多个方法和制作电子组件的一个或多个方法中，该多个不同实施例包括在衬底内具有光波导边缘耦合的封装衬底，该电子组件包括在衬底内具有光波导边缘耦合的封装衬底。元件、材料、几何结构、尺寸和操作序列都可以变化以适合于特定I/O耦合要求，包括针对根据在衬底实施例及其等同物内具有光波导边缘耦合的若干所公开的封装衬底中的任一个而在处理器安装衬底中嵌入的微电子管芯的阵列接触计数、阵列接触配置。可以包括基础衬底，如图11的虚线所表示。还可以包括无源设备，也如图11中所描绘。

各种实施例可以包括上面描述的实施例的任何合适组合，包括上面以连词形式(和)描述的实施例中的可替换(或)实施例(例如，“和”可以是“和/或”)。此外，一些实施例可以包括具有指令存储于其上的一个或多个制品(例如，非瞬变计算机可读介质)，该指令在被执行时导致上面描述的实施例中的任一个的动作。此外，一些实施例可以包括具有用于实施上面描述的实施例的各种操作的任何合适构件的装置或系统。

包括在摘要中描述的内容的所图示的实施例的以上描述不意在是穷举的或将实施例限于所公开的精确形式。尽管本文出于说明性目的描述了具体实施例，但各种等同修改在实施例的范围内是可能的，如本领域技术人员应当认识到的那样。

这些修改可以是按照上面的详细描述而对实施例作出的。在所附权利要求书中使用的术语不应当被理解成将实施例限于在说明书和权利要求书中公开的具体实现方式。相反，本发明范围应整体由所附权利要求书确定，所附权利要求书应根据权利要求解释的所建立的原则而理解。

以下段落描述了各种实施例的示例。

示例

示例1可以是一种装置，包括：衬底，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；以及所述衬底内的光波导，所述光波导处于所述衬底的第一侧和第二侧之间，其中所述光波导的端部在所述第一侧与所述第二侧之间所述衬底的边缘处。

示例2包括示例1的装置，其中所述衬底是下述各项中的所选择的一个：玻璃衬底或硅衬底。

示例3包括示例1的装置，其中所述光波导是第一光波导，并且所述装置进一步包括所述衬底内的第二光波导，所述第二光波导处于所述衬底的第一侧和第二侧之间，其中所述第二光波导的端部在所述衬底的边缘处；并且其中所述第一光波导在距所述衬底的第一侧第一距离处，并且其中所述第二光波导在距所述衬底的第一侧第二距离处。

示例4包括示例3的装置，其中所述第一距离和所述第二距离是相同距离。

示例5包括示例3的装置，其中所述第一距离和所述第二距离是不同距离。

示例6包括示例1的装置，其中所述衬底具有所述衬底内的从所述衬底的第一侧延伸到所述衬底的第二侧的腔；并且其中所述衬底的边缘邻近于所述腔。

示例7包括示例6的装置，其中所述光波导的端部是第一端；并且所述装置进一步包括所述光波导的与所述第一端相对的第二端；并且其中所述光波导的第二端在所述衬底的不邻近于所述腔的边缘处。

示例8包括示例1的装置，其中所述波导具有所述衬底的边缘处的第一厚度和所述衬底的边缘以下的第二厚度，其中所述第一厚度大于所述第二厚度。

示例9包括示例1的装置，其中所述衬底包括第一层和第二层，所述第一层从所述第一侧玻璃衬底延伸，并且所述第二层从所述衬底的第二侧延伸；并且其中所述光波导被至少部分地设置在所述第一层内和所述第二层内。

示例10包括示例1的装置，其中所述光波导基本上平行于所述衬底的第一表面或所述衬底的第二表面。

示例11包括示例1-10中任一项的装置，其中所述光波导的与所述光波导的方向垂直的横截面具有作为下述各项中的所选择的一个的形状：矩形或圆形。

示例12包括示例1-11中任一项的装置，其中所述光波导包括下述各项中的所选择的一个或多个：硅、氮、氧或铒。

示例13是一种方法，包括：标识衬底的第一层；在所述衬底的第一层的表面上形成一个或多个光波导；以及将所述衬底的第二层应用到所述衬底的第一层的表面上。

示例14包括示例13的方法，其中将所述衬底的第二层应用到所述衬底的第一层的表面上进一步包括：在所述衬底内封装所述一个或多个所形成的光波导。

示例15包括示例13的方法，其中在所述衬底的第一层的表面上形成所述一个或多个光波导进一步包括：将光波导材料沉积在所述衬底的第一层的表面上。

示例16包括示例13的方法，其中所述衬底的第一层是玻璃层；并且其中在所述衬底的第一层的表面上形成所述一个或多个光波导进一步包括使用下述各项中的所选择的一个来在所述第一层内的与所述衬底的表面邻近的衬底材料的一个或多个容积内形成所述一个或多个光波导：注入离子或激光直写。

示例17包括示例13的方法，其中所述一个或多个光波导包括玻璃。

示例18包括示例13的方法，其中将所述衬底的第二层应用到所述衬底的第一层的表面上进一步包括：沉积所述第二层。

示例19包括示例13-18中任一项的方法，其中所述一个或多个光波导中的至少两个是基本上平行的。

示例20是一种封装，包括：衬底，包括：第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；所述衬底内的腔，从所述衬底的第一侧延伸到所述衬底的第二侧；以及所述衬底内的光波导，所述光波导处于所述衬底的第一侧和第二侧之间，其中所述光波导的端部在所述第一侧与所述第二侧之间所述衬底的邻近于所述腔的边缘处；以及光子集成电路(PIC)，与所述光波导的端部光耦合。

示例21包括示例20的封装，其中所述PIC的至少部分被设置在所述衬底的腔内。

示例22包括示例21的封装，进一步包括与所述PIC电耦合的管芯，其中所述管芯的至少部分被设置在所述衬底的腔内。

示例23包括示例20的封装，其中所述光波导是第一光波导，并且其中所述PIC是第一PIC；并且所述封装进一步包括：所述衬底内的第二光波导，所述第二光波导处于所述衬底的第一侧和第二侧之间，其中所述光波导的端部在所述第一侧与所述第二侧之间所述衬底的邻近于所述腔的边缘处；第二PIC，与所述第二光波导的端部光耦合；管芯，与所述第一PIC和所述第二PIC电耦合；并且其中所述第一PIC、所述第二PIC和所述管芯的至少部分被设置在所述衬底的腔内。

示例24包括示例20的封装，其中所述光波导的端部是第一端；并且所述封装进一步包括所述光波导的与所述第一端相对的第二端，所述第二端在所述衬底的不邻近于所述腔的边缘处。

示例25包括示例20-24中任一项的封装，其中在所述光波导的端部的表面与所述PIC之间设置光学底部填充。