集成光子芯片、阵列及其测试方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成光子芯片、阵列及其测试方法。

背景技术：

1、集成光子芯片在切割前通常会进行晶圆级的光学或者电学性能的测试，而后当晶圆被切割成独立的单颗芯片时，标有记号的不合格芯片会被淘汰，不再进行下一个制程，以免徒增制造成本。随着芯片的面积增大和密度提高使得晶圆测试的时间越来越长，不利于提升生产效率。

2、目前硅光芯片中常用的晶圆级的光学测试方法是通过阵列波导光纤将光耦合入/耦合出光子芯片，阵列波导光纤位于硅光芯片的侧面，由于受限于阵列波导光纤的通道数以及光纤的间距，通常每次只能光学耦合一颗芯片，晶圆测试时间与芯片的个数成正比，晶圆测试时间长，成本高。多通道阵列波导光纤耦合时不易对准，并且通道间的差异性会引入测试误差。因此，亟需一种新型的集成光子芯片、阵列及其测试方法以改善上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集成光子芯片、阵列及其测试方法，该芯片用于提升在晶圆测试时的光电测试效率。

2、第一方面，本发明提供一种集成光子芯片，包括：通过半导体工艺制成的功能组件、光测试组件和电测试组件；所述光测试组件和所述电测试组件分别连接于所述功能组件的不同侧；所述功能组件包括n个功能单元，n为正整数；每个所述功能单元均包括光接口和第一接点（pad）；所述第一接点用于在工作环境下输入或输出电信号；所述光测试组件包括总光口和分光单元；所述分光单元的输入端与所述总光口连接；所述分光单元的输出端与所述n个功能单元的光接口连接；所述电测试组件与所述第一接点电连接，用于测试n个功能单元的电学性能。

3、本发明的有益效果为：本发明通过设置总光口和分光单元，所述分光单元的输出端与所述n个功能单元的光接口连接，仅需将单根光纤耦合到总光口即可实现一次性对n个功能单元的光学测试，便于操作，有利于提升测试效率，无需设置多通道阵列波导光纤，有利于减少测试误差。

4、可选的，所述电测试组件包括m个第二接点，m为正整数；至少一部分所述第二接点与所述功能单元的第一接点电连接；所述第二接点用于与测试探针接触。其有益效果在于，设置用于测试探针接触的第二接点，实现避免第一接点直接与测试探针接触，能够防止第一接点表面留下针痕，避免第一接点引入污染物，有利于提升良率。

5、可选的，完成对所述功能组件的测试后，光测试组件和电测试组件中的至少一者与所述功能组件分离。

6、可选的，完成对所述功能组件的测试后，n-p个功能单元互相分离，p为小于n的非负整数；被分离后单个功能单元可独立工作。

7、可选的，所述分光单元用于将从总光口输入的一束总光线分为n束测试光线；所述n束测试光线经由n条光波导对应输入n个功能单元的光接口。

8、可选的，所述n个功能单元排布于晶圆表面；平行于所述n个功能单元的排布方向，所述m个第二接点排布于晶圆表面。

9、可选的，所述m个第二接点等间距分布在功能组件远离所述光测试组件的一侧。

10、第二方面，本发明提供一种集成光子芯片阵列，包括呈阵列排布的若干第一方面中任一项所述的芯片。

11、第三方面，本发明提供一种集成光子芯片的测试方法，用于测试第一方面中任一项所述的芯片，包括：s1，将测试光纤光学耦合到总光口，获取n个功能单元的光测试数据；s2，控制测试探针接触第二接点，所述第二接点对应电连接n个功能单元，以获得n个功能单元的电测试数据；s3，根据所述光测试数据和所述电测试数据判断所述n个功能单元的测试结果。

12、可选的，s2包括：采用直流探针卡测试时，所述直流探针卡上设有m根探针，当m根探针同时与所述m个第二接点一一对应接触。

技术特征：

1.一种集成光子芯片，其特征在于，包括：通过半导体工艺制成的功能组件、光测试组件和电测试组件；所述光测试组件和所述电测试组件分别连接于所述功能组件的不同侧；

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述电测试组件包括m个第二接点，m为正整数；至少一部分所述第二接点与所述功能单元的第一接点电连接；所述第二接点用于与测试探针接触。

3.根据权利要求1或2所述的芯片，其特征在于，完成对所述功能组件的测试后，光测试组件和电测试组件中的至少一者与所述功能组件分离。

4.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，完成对所述功能组件的测试后，n-p个功能单元互相分离，p为小于n的非负整数；被分离后单个功能单元可独立工作。

5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述分光单元用于将从总光口输入的一束总光线分为n束测试光线；所述n束测试光线经由n条光波导对应输入n个功能单元的光接口。

6.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，所述n个功能单元排布于晶圆表面；

7.根据权利要求6所述的芯片，其特征在于，所述m个第二接点等间距分布在功能组件远离所述光测试组件的一侧。

8.一种集成光子芯片阵列，其特征在于，包括呈阵列排布的若干如权利要求1至7中任一项所述的芯片。

9.一种集成光子芯片的测试方法，用于测试所述权利要求1至7中任一项所述的芯片，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，s2包括：采用直流探针卡测试时，所述直流探针卡上设有m根探针，当m根探针同时与m个第二接点一一对应接触。

技术总结
本发明涉及半导体制造领域，提供一种集成光子芯片、阵列及其测试方法，该芯片包括：通过半导体工艺制成的功能组件、光测试组件和电测试组件；所述光测试组件和所述电测试组件分别连接于所述功能组件的不同侧；所述功能组件包括N个功能单元，N为正整数；每个所述功能单元均包括光接口和第一接点；所述第一接点用于在工作环境下输入或输出电信号；所述光测试组件包括总光口和分光单元；所述分光单元的输入端与所述总光口连接；所述分光单元的输出端与所述N个功能单元的光接口连接；所述电测试组件与所述第一接点电连接，用于测试N个功能单元的电学性能。该芯片用于提升在晶圆测试时的光电测试效率。

技术研发人员：施晓军,张文雅,张轲
受保护的技术使用者：赛丽科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19