專利名稱：晶片級光電測試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片級測試的裝置，更具體地，涉及使用單測試元件提供絕緣體硅(SOI)結(jié)構(gòu)上形成的各元件的光學(xué)、電及光電測試的能力。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工業(yè)中，處理相對大的硅晶片(直徑一般約幾英寸的數(shù)量級)來形成許多相同的集成線路。一旦晶片已被完全處理，其被切割成片以形成單獨的集成線路。在大多數(shù)情況下，橫跨晶片表面形成數(shù)以百計相同的線路。如果在切割之前，不測試單獨線路的性能，那么“壞”芯片可能被進(jìn)一步處理和封裝，這浪費(fèi)了寶貴的時間和錢財。
晶片級測試在半導(dǎo)體工業(yè)中是公知的，且傳統(tǒng)上用于測量當(dāng)仍為晶片形式的每一集成線路上的各種電參數(shù)，以驗證該集成線路與預(yù)定的規(guī)格相符合。除了驗證符合規(guī)格的能力外，集成線路工業(yè)中的晶片級測試具有識別工藝問題、提供通過/未通過標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行數(shù)據(jù)收集以及產(chǎn)生/運(yùn)行對晶片的專門測試(例如，顧客指定的測試)的固有能力。
現(xiàn)在，單SOI結(jié)構(gòu)上的集成電子和光學(xué)器件的越來越多的使用需要用于該電子和光學(xué)器件的晶片級測試的發(fā)展。這種晶片級測試需要測試焊點(test pad)/點形式的電輸入/輸出，以及耦合器、光纖等形式的光輸入/輸出。通常使用的用于將光耦合進(jìn)SOI波導(dǎo)(例如，倒納米錐和三維錐)的方法需要訪問芯片(或小片(die))的邊緣以耦合到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。出版的D.E.Nikonov等人的美國專利6,859,587說明了用于測試晶片級別的光波線路的一示例性“邊緣”耦合方法。在這種情況下，第一光纖耦合到光波線路的第一“邊緣”，且用于將探針/測試光信號引進(jìn)光波線路中。第二光纖耦合到該線路的相對“邊緣”，且用于收集輸出/測試光信號。對于線路的“邊緣”訪問的需要被認(rèn)為是此特殊的晶片級光測試方法的嚴(yán)重的限制。
于2003年7月3日公開的美國專利申請公告2003/123793(“Johannessen”)說明了一種可選的“光探針”裝置，其中通過去除所選區(qū)域中的線路材料的頂表面部分以獲得對波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的訪問，允許光探針被帶到直接與該波導(dǎo)接觸，來實現(xiàn)平面光波線路的測試。盡管此裝置消除了對執(zhí)行“邊緣”接觸的需要，然而此種裝置被認(rèn)為是“破壞性測試”，這是因為必須去除一部分線路來執(zhí)行測試。明顯地，當(dāng)在晶片上的多個線路位置執(zhí)行重復(fù)測試時，破壞性測試不是優(yōu)選的選擇。此外，不清楚此種光探針可用于亞微米尺寸的光波導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)其對于單模通信應(yīng)用的使用在增長。此外，這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置都需要在光探針和晶片間使用系數(shù)匹配(index matching)的流體(增加了關(guān)于測量重復(fù)性與污染問題)，以及提供僅光學(xué)測試；仍需要傳統(tǒng)的電子“探針板(probe card)來分析和測試晶片上的電子器件。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要將光學(xué)和電子測試組合到單一裝置的晶片級測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明來解決現(xiàn)有技術(shù)中保留的需要，本發(fā)明涉及晶片級測試的裝置，更具體地，涉及使用單測試元件提供絕緣體硅(SOI)結(jié)構(gòu)上形成的各元件的光學(xué)、電及光電測試的能力，有利地補(bǔ)充與電子部件的傳統(tǒng)晶片級測試有關(guān)的知識體系。
根據(jù)本發(fā)明，光電測試元件被配置成包括光和電測試所需要的部件。如共同未決的申請(例如，參見，于2004年11約8日公布的美國公布的申請No.2004/0213518，或于2004年9月7日提交的序列號為10/935,146美國申請)的多種申請中所公開的，到光電芯片的亞微米尺寸的光波導(dǎo)(SOI層)的一部分的直接光耦合通過使用布置在所述SOI結(jié)構(gòu)的表面上的光棱鏡或光柵結(jié)構(gòu)將光直接耦合進(jìn)所述結(jié)構(gòu)的SOI層來實現(xiàn)。在本發(fā)明的光電測試元件中可包括波束調(diào)向/成形光學(xué)器件，以及其用于提供進(jìn)和出所述棱鏡/光柵結(jié)構(gòu)的有效耦合。多個電測試點(探針)以傳統(tǒng)的模式在所述測試元件上形成，以執(zhí)行所述SOI結(jié)構(gòu)的期望的電測試。
在優(yōu)選實施例中，可在所述SOI結(jié)構(gòu)和所述光電測試元件的波束調(diào)向部分之間施加反饋信號，以相對所述SOI結(jié)構(gòu)上的耦合元件來調(diào)整所述波束的位置。
使用光纖陣列，優(yōu)選地偏振保持光纖，可耦合輸入和輸出光測試信號。外部透鏡(或在光纖端面上形成的集成的透鏡)可用于增加光耦合效率。使用自所述晶片的一或更多反饋信號來控制輸入波長調(diào)諧，可執(zhí)行所述調(diào)諧，以匹配在晶片表面上的正測試的波導(dǎo)模角度，因此增加了耦合效率。
在下面的論述中以及通過參考附圖，本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的變更和方面將變得明顯。


現(xiàn)在參考附圖，圖1在側(cè)視圖中示出本發(fā)明的示例性光電測試元件，該光電測試元件與待測試的SOI結(jié)構(gòu)相連接，圖1的實施例使用光棱鏡提供測試元件和SOI結(jié)構(gòu)間的耦合。
圖2示出本發(fā)明的可替換光電測試元件，其包括在該測試元件內(nèi)的波束調(diào)向/成形光學(xué)器件以幫助將光測試信號耦合到SOI結(jié)構(gòu)中；圖3在側(cè)視圖中示出本發(fā)明的可替換光電測試元件，此實施例使用在SOI結(jié)構(gòu)表面上形成的光柵來提供輸入和輸出耦合；圖4是本發(fā)明的示例性光電測試元件的俯視圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行晶片級測試的示例性測試裝置。
具體實施例方式
如上簡要所提，在用于基于SOI光學(xué)結(jié)構(gòu)的光測試元件的發(fā)展中最大的挑戰(zhàn)之一是，需要以可重復(fù)的方式可靠地將光束耦合進(jìn)很薄的正測試的波導(dǎo)中。光進(jìn)入薄的波導(dǎo)所需的角度已知為波導(dǎo)厚度和光信號的波長的強(qiáng)函數(shù)(即，需要好地控制進(jìn)入SOI結(jié)構(gòu)的光模角度以激發(fā)波導(dǎo)中的特征模)。本發(fā)明的一方面在于能夠在一個范圍“調(diào)諧”測試信號的波長，從而可以在可重復(fù)的基礎(chǔ)上可靠地實現(xiàn)可接受的耦合。由于工藝變化會改變不同晶片的波導(dǎo)層的厚度，以及關(guān)聯(lián)的衰逝耦合層(evanescent couplinglayer)的厚度，因此根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測和“調(diào)諧”測試波長的能力被認(rèn)為是光電部件的晶片級測試中的重要突破。
圖1為用于使用根據(jù)本發(fā)明形成的光電測試元件10來提供晶片級光電測試的示例性裝置的側(cè)視圖。測試元件10形成為支撐至少一個輸入光探針11，在此情況下為包括透鏡端面(lensed endface)13的光纖。應(yīng)該理解，如下面圖3中所具體示出的，可使用這樣的透鏡光纖的陣列來提供多個不同的光測試信號。返回參考圖1，輸入光探針11精確對齊，且固定在測試元件10內(nèi)，從而探針11將進(jìn)入的波束導(dǎo)引到正測試的晶片，示出為SOI結(jié)構(gòu)20上。示出多個電子測試探針點16，也包括在測試元件10上，用于與SOI結(jié)構(gòu)20上的多個電觸點(例如，焊接點)34電耦合。應(yīng)該理解，對于“晶片”測試，在單獨的基礎(chǔ)上，通常通過相對測試探針移動晶片的“步進(jìn)和重復(fù)”方法來執(zhí)行探測和測試每一分離的SOI結(jié)構(gòu)。返回參考圖1，示出SOI結(jié)構(gòu)20包括硅襯底22、二氧化硅絕緣層24和相對薄(一般亞微米厚)的上硅表面層26(以下稱為“SOI層26”)。在圖1的具體實施例中，相對薄的衰逝耦合層28(包括具有比硅的折射系數(shù)小的折射系數(shù)的材料，例如二氧化硅和氮化硅)布置在SOI層26的所選部分之上，以及用于輔助光波信號進(jìn)和出SOI層26的耦合。如圖1所示，輸入光棱鏡30和輸出光棱鏡32布置在衰逝耦合層28的所選部分之上，以及用于耦合測試元件10和SOI結(jié)構(gòu)20之間的光。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，棱鏡耦合器包括硅結(jié)構(gòu)(例如，在分離的硅襯底上形成)，然后永久地固定到SOI結(jié)構(gòu)20上，以及用于提供成品器件結(jié)構(gòu)中的光耦合(以及進(jìn)一步的測試)。本發(fā)明的此實施例的一方面在于，使用此永久的耦合結(jié)構(gòu)還用作用于光電測試元件的光探針的一部分?？商鎿Q地，一個或更多棱鏡結(jié)構(gòu)可形成作為光電測試元件10上的一集成部件。
然后，根據(jù)本發(fā)明，通過使光電測試元件10與晶片上的所選區(qū)域(即圖1所示的“所選”的SOI結(jié)構(gòu)20)接觸，來執(zhí)行晶片級測試。光測試波束以預(yù)定的角度射入SOI結(jié)構(gòu)20內(nèi)的波導(dǎo)。通過監(jiān)測耦合進(jìn)SOI波導(dǎo)的信號的光功率，(例如，為補(bǔ)償波導(dǎo)厚度的變化和/或測試元件構(gòu)造的變化)可調(diào)諧輸入測試信號的波長，以最佳化光測試信號到SOI波導(dǎo)中的耦合。一旦實現(xiàn)滿意的輸入測試信號功率，執(zhí)行一系列光和電測試，其結(jié)果反饋給分析裝置。使用傳統(tǒng)“步進(jìn)和重復(fù)”機(jī)制，晶片相對測試元件10移動，從而每一分離的SOI結(jié)構(gòu)被研究。如果某一SOI結(jié)構(gòu)未通過一個或更多測試(光和/或電)，那么可將晶片的那部分標(biāo)記為“壞”(例如，使用磁性墨水標(biāo)記該結(jié)構(gòu))，以及當(dāng)該晶片被切割成多個分離的小片時，簡單地拋棄其。另外，可產(chǎn)生并保持晶片的軟件圖以用于將來的參考，該晶片的軟件圖定義每一單獨小片的測試結(jié)果。如上所述，本發(fā)明的測試元件的顯著優(yōu)點在于，通過使用相同的測試元件獲得所有晶片級電、光和光電測試數(shù)據(jù)，因此大大降低了與晶片級測試過程有關(guān)的時間和費(fèi)用。
圖2示出光電測試元件10的可替換實施例，在此情況下其包括在測試元件10中的波束調(diào)向/成形光學(xué)器件，以及將自由空間光信號耦合進(jìn)和耦合出測試元件。波束調(diào)向/成形光學(xué)器件的包括允許測試元件10和SOI結(jié)構(gòu)20之間的波束方向、聚焦等的動態(tài)調(diào)整，其使用SOI結(jié)構(gòu)20上的所收到的光功率測量結(jié)果來執(zhí)行所述調(diào)整。在圖2的實施例的一裝置中，輸入光測試信號通過偏振保持光纖40的一截面?zhèn)鞑ィ缓笃漶詈线M(jìn)測試元件10上的波束調(diào)向光學(xué)器件12。偏振保持光纖42相似的一截面可用于耦合出出射的測試響應(yīng)信號。根據(jù)本發(fā)明，自偏振保持光纖42的輸出信號的特性的分析可用于調(diào)整波束調(diào)向/成形光學(xué)器件12和/或14內(nèi)的各反射鏡、透鏡等的特征，以提供光測試信號的可接受的耦合度。對于波束調(diào)向/成形光學(xué)器件的包括允許輸入/輸出測試光纖定位在優(yōu)選的方向(即，光纖可布置在與測試元件10相同的平面上，以及提供“水平發(fā)射”裝置，或可替換地，光纖可垂直于測試元件10的平面布置，以及提供“垂直發(fā)射”裝置)。
作為偏振保持光纖的替換，可使用多種其它類型的光纖(或一般的波導(dǎo))。例如，標(biāo)準(zhǔn)單模光纖、多模光纖、有透鏡的光纖等全部都可使用。各個檢測器(芯片內(nèi)或芯片外)以及檢測器陣列可用于取代輸出光纖。波束調(diào)向元件12和14可進(jìn)一步包括例如偏振分束器和半波片的元件，該半波片用于提供偏振控制和旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，撤光因素(off-element)部件可用于提供期望的偏振控制。關(guān)于光源本身，可使用各種裝置。例如可使用可調(diào)諧激光(或可調(diào)諧激光陣列)，“調(diào)諧”波長以在不同的系統(tǒng)波長提供最佳化的耦合效率和/或測試。另外，可使用垂直腔表面發(fā)射LED(VCSEL)陣列。其它的裝置也是可能的，且所有的都被認(rèn)為落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
圖3包括圖2的裝置的俯視圖，在此情況下，示出使用在光電測試元件10的輸入的撤光因素偏振控制元件60以控制所施加的光測試信號的偏振態(tài)。在此視圖中明顯的是，第一組電測試探針點16-1沿測試元件10的第一側(cè)布置，以及第二組電測試探針點16-2沿測試元件10的相對側(cè)布置，其與SOI結(jié)構(gòu)20的焊接點34關(guān)聯(lián)。在此視圖中還顯示一分離的輸入測試光纖40(以及輸出光纖42)陣列。如半導(dǎo)體領(lǐng)域公知的，當(dāng)執(zhí)行晶片級測試時，測試元件被小心地帶到與晶片接觸，從而多個測試點(在此例子中測試點16)的端部剛好接觸關(guān)聯(lián)的焊接點(在這些附圖中焊接點34)，從而不干擾晶片的物理特性。測試探針點16的多個測試焊接點用于向SOI結(jié)構(gòu)20提供電輸入測試信號，其余的測試探針點16用于耦合輸出電測試信號。圖3中示出了光結(jié)構(gòu)和“單片電子器件”的一示例性裝置，其包括在SOI結(jié)構(gòu)20內(nèi)，以及由于使用根據(jù)本發(fā)明形成的光電測試元件10，因此同時被測試。
芯片內(nèi)光/電(O/E)檢測器62(優(yōu)選地集成在SOI結(jié)構(gòu)20中)或混合光電元件可用于監(jiān)測光探針信號以及所產(chǎn)生的到波束調(diào)向/成形光學(xué)器件12和/光源的反饋信號，以“調(diào)諧”測試波長、改善耦合、重新定位一個或更多的波束調(diào)向元件等。自O(shè)/E檢測器62中所選的O/E檢測器的電輸出信號也可被引導(dǎo)到一個或更多電焊接點34，以及作為電輸出測試信號提供給測試探針點16中所選的測試探針點。本發(fā)明的一方面在于，由于將“光學(xué)部分”測試信號轉(zhuǎn)換成電表示，可消除對于光輸出探針的需要。將光學(xué)和電測試部件組合在單一的測試元件上的能力被認(rèn)為大大促進(jìn)了實時提供這樣的反饋的能力。
如上所述，一組光柵可取代棱鏡耦合器，用于提供耦合。圖4示出本發(fā)明的示例性實施例，其中一對光柵50和52用于取代棱鏡耦合器30、32以提供光耦合。在圖4所示了的實施例中，輸入光柵50在SOI結(jié)構(gòu)20的輸入耦合區(qū)域內(nèi)形成。使用這樣的光柵結(jié)構(gòu)以提供到例如SOI層26的亞微米層中的有效耦合的能力詳細(xì)地在申請人共同未決的序列號為10/935,146的申請中論述，其在以上引用且在此引入以供參考。實際上，輸入光柵50可直接在SOI層26中形成，可在衰逝耦合層28的一部分內(nèi)形成，或在呈現(xiàn)“多載(poly-loaded)”波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的實施例中，在疊加的多晶硅層內(nèi)形成。
一般上，根據(jù)本發(fā)明的耦合/去耦合棱鏡或光柵的使用允許光電測試元件10布置在SOI晶片的任何合適的位置上，以及執(zhí)行“非侵入式”光測試(例如與現(xiàn)有技術(shù)的Johannessen參考資料相比，其需要去除一部分覆蓋層以及可能的波導(dǎo)層以實現(xiàn)光耦合)。此外，由于直接將光測試信號耦合到光電線路的表面SOI層，因此根據(jù)本發(fā)明容易實現(xiàn)晶片級測試，而不需要訪問晶片的“邊緣”(或每一分離的小片)來執(zhí)行光測試?？傊梢砸耘c傳統(tǒng)晶片級電集成線路測試類似的方式，用本發(fā)明的測試元件在晶片級別執(zhí)行光電測試。
為了提供一全套的光測試，必要的是，測試中的晶片能夠相對于測試元件移動和/或旋轉(zhuǎn)，一些移動在此情況下用于測試SOI晶片本身上的對齊狀況。圖5示出安裝在多軸臺(stage)100上的示例性SOI晶片200(包括如上所述的多個分離的SOI結(jié)構(gòu)20)，其中臺100允許晶片200相對于光電測試元件10的x-y平移運(yùn)動，以及晶片200和測試元件10之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(θ)，其在圖5中由箭頭指示出。在測試裝置的最初設(shè)置期間，主要使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以校正測試元件10相對SOI晶片200的角度未對齊。在步進(jìn)和重復(fù)過程期間，晶片200相對于測試元件10的“上”/“下”運(yùn)動允許測試元件與各SOI結(jié)構(gòu)20的重新對齊。即，臺100降低以離開探針，平移到下一小片位置，然后升高以再次與測試元件10接觸。通過包括視覺系統(tǒng)和已知的圖像處理算法，可自動化整個測試過程。
在圖5還示出整個測試裝置120，其包括總線接口122，用于將計算機(jī)控制器124連接到圖像系統(tǒng)126和儀器128，其用于執(zhí)行/控制SOI晶片200內(nèi)的SOI結(jié)構(gòu)上的各種期望的光和電測試。還連接到總線122的是電子接口130和光學(xué)接口132，其用于向測試元件10提供電和光輸入測試信號，以及自測試元件10的響應(yīng)信號。
如所示，各輸入控制信號(包括測試元件10、波束調(diào)向元件的位置以及一(若干)光測試波長)和輸入測試信號(光和電)沿總線122通過并施加到光電測試元件10或多軸臺100。返回的測試信號(光和電)也沿縱向122傳輸并存儲在計算機(jī)控制器124內(nèi)的適當(dāng)?shù)脑\斷/測試存儲器單元中?；趯嶋H的測試結(jié)果以及存儲在計算機(jī)控制器124中的關(guān)聯(lián)的“可接受”的值，使用專門的測試算法可評估每一SOI結(jié)構(gòu)，未通過某些測試的結(jié)構(gòu)被標(biāo)記為“不可接受”。例如，不可接受的部件的表面可用線路本身上的視覺指示物，例如磁性墨水，標(biāo)記，從而當(dāng)晶片切割成單獨部件時，可拋棄“未通過”的線路。
各測試的本質(zhì)、輸入信號、期望的響應(yīng)信號值等不認(rèn)為與本發(fā)明的主題有密切關(guān)系，而本發(fā)明的主題旨在單光電測試元件的形成和使用，以執(zhí)行光電晶片的基本的所有晶片級測試。此外，上述的本發(fā)明的具體實施例被認(rèn)為僅是示例性的。在不脫離由在下文提供的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行許多形式和細(xì)節(jié)的變更。
權(quán)利要求
1.一種晶片級測試裝置，其用于硅晶片上形成的基于絕緣體硅(SOI)的集成光電結(jié)構(gòu)，所述裝置包括一光電測試元件，其可移動地接觸所述硅晶片的頂部主表面，所述光電測試元件包括至少一個光輸入信號通道，其用于將至少一個光測試信號導(dǎo)引到所述基于SOI的結(jié)構(gòu)；和多個電測試管腳，其以與正測試的所述基于SOI的光電結(jié)構(gòu)的表面上的多個焊接點匹配的模式布置，所述多個電測試管腳用于給予所述正測試的基于SOI的光電結(jié)構(gòu)能量，以及向所述正測試基于SOI的光電結(jié)構(gòu)提供電測試信號和提供自其的電響應(yīng)信號；以及光耦合功能部件，其布置在所述光電測試元件和正測試的指定的基于SOI的光電結(jié)構(gòu)的表面之間，用于將光測試信號耦合進(jìn)所述正測試的指定的基于SOI的光電結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述至少一個光輸入信號通道包括至少一光纖，其以預(yù)定的角度布置通過所述光電測試元件，以提供到所述光耦合功能部件的所期望的光耦合度。
3.如權(quán)利要求2所述的晶片級測試裝置，其中所述至少一光纖包括光纖陣列，每一光纖能夠提供不同的光測試信號。
4.如權(quán)利要求2所述的晶片級測試裝置，其中所述至少一個光纖包括至少一透鏡光纖。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括一調(diào)諧元件，其用于調(diào)整至少一個輸入光測試信號的波長。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光電測試元件進(jìn)一步包括波束調(diào)向/成形光學(xué)器件，其用于提供在所述至少一個光輸入信號通道和所述正測試的光電結(jié)構(gòu)的所述頂部主表面之間的光方向/聚焦。
7.如權(quán)利要求6所述的晶片級測試裝置，其中所述光電測試元件波束調(diào)向/成形光學(xué)器件包括可電控的可移動的反射鏡。
8.如權(quán)利要求6所述的晶片級測試裝置，其中所述光電測試元件波束調(diào)向/成形光學(xué)器件包括偏振控制元件和半波片，以提供對輸入光測試信號的偏振控制。
9.如權(quán)利要求6所述的晶片級測試裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括一反饋部件，其布置在所述SOI結(jié)構(gòu)和所述波束調(diào)向/成形光學(xué)器件之間，以調(diào)整所述光信號相對所述硅晶片的所述表面的定位。
10.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括一反饋部件，其布置在所述SOI結(jié)構(gòu)和所述光輸入信號通道之間，以調(diào)整所述光測試輸入信號的波長，來提供改善的耦合效率。
11.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光信號通道包括一波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其選自下面的組，所述組包括偏振保持光纖、單模光纖、透鏡偏振保持單模光纖和透鏡單模光纖。
12.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光耦合功能部件包括衰逝耦合層，其布置在所述SOI結(jié)構(gòu)的所述頂部主表面的所選區(qū)域之上，所述衰逝耦合層呈現(xiàn)低于硅的折射系數(shù)的折射系數(shù)。
13.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光耦合功能部件包括至少一個光耦合棱鏡，其布置在預(yù)定的輸入光耦合位置，以提供到所述SOI結(jié)構(gòu)的衰逝耦合。
14.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光耦合功能部件包括至少一個光柵，其在預(yù)定的輸入光耦合位置，在所述SOI結(jié)構(gòu)中形成。
15.如權(quán)利要求1所述的晶片級測試裝置，其中所述光電測試元件進(jìn)一步包括至少一個光輸出信號通道，其用于接收至少一個光測試響應(yīng)信號。
16.如權(quán)利要求15所述的晶片級測試裝置，其中所述光耦合功能部件進(jìn)一步包括至少一個光耦合棱鏡，其布置在預(yù)定的輸出光耦合位置處。
17.如權(quán)利要求15所述的晶片級測試裝置，其中所述光耦合功能部件進(jìn)一步包括至少一個光柵，其在預(yù)定的輸出光耦合位置，在所述SOI結(jié)構(gòu)中形成。
18.如權(quán)利要求15所述的晶片級測試裝置，其中所述至少一個光輸出信號通道選自下面的組，所述組包括偏振保持光纖、單模光纖、透鏡偏振保持單模光纖、透鏡單模光纖、多模光纖和透鏡多模光纖。
19.一種用于執(zhí)行在絕緣體硅(SOI)晶片中形成的光電線路的晶片級光和電測試的方法，每一光電線路包括至少一個耦合元件，其用于提供進(jìn)和出所述光電結(jié)構(gòu)的表面波導(dǎo)層的光耦合，所述方法包括下面的步驟a)將所述SOI晶片放置在能夠平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的多軸臺上；b)使光電測試元件接觸所述SOI晶片表面的所選區(qū)域，其界定單獨的SOI光電結(jié)構(gòu)，所述光電測試元件包括多個電測試點，其用于接觸所述單獨SOI光電結(jié)構(gòu)上的多個相似布置的焊接點；和至少一個光探針輸入信號通道，其用于將至少一個輸入光測試信號耦合進(jìn)所述單獨SOI光電結(jié)構(gòu)的所述至少一個耦合元件；c)通過所述光電測試元件將至少一光測試信號和至少一電測試信號施加到所述單獨SOI光電結(jié)構(gòu)；d)通過所述光電測試元件返回自所述SOI光電結(jié)構(gòu)的至少一個響應(yīng)信號；以及e)將所述至少一響應(yīng)信號提供給評估裝置，以確定所述單獨SOI光電結(jié)構(gòu)的特性。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中在執(zhí)行步驟d)中，至少一電響應(yīng)信號返回到所述光電測試元件。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中在執(zhí)行步驟d)中，至少一光響應(yīng)信號返回到所述光電測試元件。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中在執(zhí)行步驟d)中，至少一光響應(yīng)信號和至少一電響應(yīng)信號返回到所述光電測試元件。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面的步驟f)相對所述硅晶片平移所述光電測試元件的位置，從而所述光電測試元件定位于不同的單獨SOI光電結(jié)構(gòu)上；以及g)對于所述不同的單獨SOI光電結(jié)構(gòu)重復(fù)步驟b)-e)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面的步驟h)對于在所述硅晶片表面上形成的每一單獨的SOI光電結(jié)構(gòu)，重復(fù)步驟f)和g)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面的步驟i)按照預(yù)定的可接受的值，評估所述光和電響應(yīng)信號；以及j)標(biāo)記未通過步驟i)的評估的所述單獨SOI光電結(jié)構(gòu)，以用于隨后的處理。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面的步驟k)創(chuàng)建對于每一單獨的SOI光電結(jié)構(gòu)的測試結(jié)果的基于軟件的記錄，所述基于軟件的記錄包括正測試的指定晶片的標(biāo)識和所述晶片表面上的每一單獨的SOI光電結(jié)構(gòu)的位置圖。
全文摘要
一種用于在絕緣體硅(SOI)晶片結(jié)構(gòu)中形成的光電器件的晶片級測試裝置，其使用單光電測試元件來執(zhí)行光和電測試。波束調(diào)向光學(xué)器件可在所述測試元件上形成，且用于幫助光探針信號和光耦合元件(例如棱鏡耦合器、光柵)間的耦合，所述光耦合器件在所述SOI結(jié)構(gòu)的頂部表面上形成。光測試信號此后被導(dǎo)引到在所述SOI結(jié)構(gòu)的頂層中形成的光波導(dǎo)中。所述光電測試元件還包括多個電測試管腳，其放置成與所述光電器件上的多個焊接點測試位置接觸，以及用于執(zhí)行電測試操作。光測試信號結(jié)果可在所述SOI結(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)換成電表示，因此作為電信號返回到所述測試元件。
文檔編號G01R31/26GK1965240SQ200580011617
公開日2007年5月16日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者普拉卡什·約托斯卡, 馬格利特·吉龍, 羅伯特·凱斯·蒙特哥莫里, 威普庫馬·帕特爾, 卡爾潘都·夏斯特里, 索哈姆·帕塔克, 大衛(wèi)·佩德, 凱瑟琳·A·亞努舍弗斯奇 申請人:斯歐普迪克爾股份有限公司