硅光技術(shù)的快速發(fā)展不僅為硅光市場(chǎng)帶來了眾多機(jī)遇，同時(shí)也帶來了一系列的挑戰(zhàn)：如何在短期內(nèi)摸索出符合器件性能標(biāo)準(zhǔn)的工藝制程？如何提高PIC（Photonic Integrated Circuit，光子集成回路）晶圓的生產(chǎn)良率、降低成本？如何縮短芯片研發(fā)時(shí)間、加速產(chǎn)品迭代？

解決這些難題的過程中，PIC芯片的測(cè)試是不可缺少的一環(huán)。PIC芯片測(cè)試相較于IC（Integrated Circuit，集成電路）芯片測(cè)試，最大的不同是PIC芯片具有光耦合結(jié)構(gòu)。通常情況下需要實(shí)現(xiàn)光纖與片上光耦合結(jié)構(gòu)的精確對(duì)準(zhǔn)，完成信號(hào)光的輸入與輸出（輸出形式可能是光或電）。一般PIC器件具有多個(gè)輸入輸出端口且需要保持特定偏振態(tài)的光輸入，因此需要在多個(gè)自由度上調(diào)整光纖與芯片的相對(duì)位置，這個(gè)過程是復(fù)雜且耗時(shí)的。

為了進(jìn)一步提高測(cè)試效率，行業(yè)內(nèi)會(huì)不約而同在晶圓級(jí)別進(jìn)行更多的測(cè)試，這對(duì)降低硅光芯片成本意義重大。因?yàn)槲ㄓ锌焖俑咝У木�圓級(jí)在線測(cè)試，才能提高芯片的良率，因此晶圓級(jí)全自動(dòng)化測(cè)試的重要性不言而喻。

 晶圓級(jí)別測(cè)試方法

硅光芯片的耦合方案主要分兩種，即端面耦合器和光柵耦合器。其中，端面耦合器雖然耦合效率高，帶寬大，但是由于其位于芯片的兩端，不方便做片上的在線測(cè)試。而光柵耦合器比較靈活，可以位于芯片上的任意位置，因而是晶圓級(jí)測(cè)試的首選，典型的光柵測(cè)試結(jié)構(gòu)如下圖所示：

SPA-100光探針到晶圓高精度定位     

Santec 的光器件鏈路分析儀SPA-100采用了OFDR（光頻域反射測(cè)量）技術(shù)，與Santec的可調(diào)諧激光器協(xié)同工作時(shí)，能夠提供更高的分辨率和測(cè)量精度。

測(cè)試系統(tǒng)搭建

晶圓級(jí)端面耦合需要在幾十微米甚至更小的尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行操作，由于缺乏側(cè)面視覺實(shí)時(shí)觀測(cè)，僅靠頂部視覺定位，會(huì)導(dǎo)致光探針與芯片端面相撞風(fēng)險(xiǎn)大幅增加，為了規(guī)避探針和芯片的相撞，并且能夠?qū)崟r(shí)探測(cè)探針和晶圓之間的距離， SPA-100 是耦合距離非常有效的測(cè)試工具。

 SPA-100雙探針定位的應(yīng)用---穿透模式

SPA-100 提供兩個(gè)探針接口，并在儀器背面提供功率監(jiān)控的接口，穿透工作模式下，可以觀測(cè)兩個(gè)探針在不同位置的時(shí)候耦合功率的變化 。

 SPA-100雙探針定位的應(yīng)用---反射模式

選擇反射模式，移動(dòng)探針到晶圓距離，實(shí)時(shí)觀察芯片反射功率隨距離的變化。

光器件鏈路分析儀SPA-100將在9月11日至13日的深圳CIOE2024展會(huì)上展出。誠邀蒞臨Santec 展位10A52，了解更多的測(cè)試解決方案。

來源：santec 圣德科

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