测试方法、晶片和测试站与流程

本发明涉及测试方法、晶片和测试站。

背景技术：

1、迄今为止，已通过以近乎与晶片平面平行的角度入射的光纤缆线来对有源非垂直光子装置执行光学晶片级测试。此光纤耦合到受测试装置并允许测试所述装置(例如激光器的电-光学转换水平或调制器或光电二极管的光-电转换)。

2、然而，此需要非常复杂的设置并且无法与光子装置的大规模测试兼容。在混合装置(即装置包括两个材料系统)的情形下并且在例如经由微转移印刷将装置试样(包括光子装置)从源晶片转移到主机晶片的情况下，这明显是一个问题。所述接合步骤可能是劳动密集型的并且花费大量时间，并且因此期望在将装置试样内的光子装置转移到主机晶片之前获悉装置试样内的光子装置满足要求的规格。

技术实现思路

1、因此，在第一方面中，本发明的实施方案提供一种测试位于相应的装置试样上的一个或多个光电子装置的方法，所述装置试样存在于晶片上，所述方法包括：

2、使用对应测试元件通过以下测试协议中的任一者测试所述一个或多个光电子装置，所述测试元件与所述装置试样位于同一晶片上：

3、在第一测试协议中，操作所述光电子装置以产生光学输出并检测从受测试的所述光电子装置入射在所述测试元件上的光，或

4、在第二测试协议中，由受测试的所述光电子装置检测从所述测试元件接收的所述光。

5、由于测试元件与其对应光电子装置位于同一晶片上，因此测试元件与对应光电子装置位于同一平面上(即晶片平面)。这在不需要复杂对准技术的情况下确保测试元件与对应光电子装置之间的良好耦合水平。如果在将装置试样接合到主机晶片之前执行测试，则可将未按要求的规格操作的装置排除在后续接合过程之外。如果在已将装置试样接合到主机晶片之后执行测试，则可将未按要求的规格操作的装置排除在后续封装过程之外。

6、同一平面可意指晶片界定平坦表面并且光电子装置与测试元件位于同一平坦表面上。光电子装置可意指激光器、调制器(例如电吸收调制器)、光电二极管或半导体光学放大器(soa)中的任一者。光电子装置可以是非垂直的发射或接收装置，非垂直的发射或接收装置可意指光电子装置可包括垂直于晶片平面的输入或输出面(即，光电子装置平行于晶片平面接收或传输光学信号)。装置试样可意指适合于进行微转移印刷过程的结构(例如包括系绳的结构)。装置试样可以是包括牺牲层的多层结构，所述牺牲层在装置试样粘合到印模以进行微转移印刷之前被蚀刻掉。装置试样可以是多层结构并且可包括适合于粘合到印模以进行微转移印刷的系绳。晶片可以是源晶片，即上面已制作有光电子装置和装置试样的晶片。另一选择为，所述晶片可以是主机晶片，即上面已印刷有装置试样的晶片。

7、所述方法可具有以下可选特征中的任一者，或在以下可选特征兼容的程度上具有以下可选特征的任何组合。这些可单独应用或与本发明的任何方面呈任何组合地应用。

8、多个光电子装置可位于相应的装置试样上，并且在第一测试协议下，所述测试元件可以是与所述多个光电子装置中受测试的光电子装置相邻并且放置在反向偏压下以作为光电二极管操作的光电子装置。

9、方便地，这可使得除了光电子装置之外可不再需要制作专用的测试元件。

10、所述测试元件可以是光电二极管。即，测试元件可包括连接到相应触点的p-i-n或p-n结。多个光电子装置可位于相应的装置试样上，并且光电二极管可与受测试的光电子装置相邻地集成在装置试样中。另一选择为，光电二极管可形成在晶片上(即直接位于晶片上并且不位于装置试样上)。光电二极管可以是脊(例如正方形或矩形脊，并且可以是脊形波导)，并且所述脊可包括粗糙面或抗反射涂层。所述粗糙面或抗反射涂层可面向受测试的光电子装置。光电二极管可包括倾斜面，所述倾斜面被配置成朝向晶片引导光。即，倾斜面可部分地面向晶片的上表面，举例来说从晶片的表面伸出小于90°的角度。此倾斜面可减小返回受测试装置的反射。

11、测试元件可与对应的装置试样集成在一起。举例来说，如果光电子装置是激光器，则小区段(相对于整个装置来说)能够在反向偏压下操作，以使得当相邻的激光试样照到测试元件上时检测光。使测试元件成为光电子装置的一部分有助于增大装置密度，同时减小测试元件所需的空间。

12、测试元件可以是对应光电子装置的矩形区段，所述矩形区段呈现一个宽表面以收集由受测试装置发射的光。所述表面可以是平坦的，或可以是弯曲的以与入射束匹配。可添加抗反射涂层，并且所述抗反射涂层可被配置成促进吸收到结构中的入射束。可通过放置在测试元件的顶表面上的金属垫对所述测试元件加反向偏压。金属也可覆盖与输入侧相对的侧面并且因此提供镜面，所述镜面将输入光反射回来以使其第二次穿过结。此可增强测试元件的灵敏度。

13、所述测试元件可以是大面积光电二极管，所述大面积光电二极管利用光电子装置的现有外延结构形成结并且具有面向受测试元件的侧面，所述侧面可被塑形且处理成将对发射到测试元件中的光的吸收最大化。除了面向受测试装置的侧面之外，测试元件不需要具有特殊几何形状。在一些实例中，所述测试元件是矩形的并且根据总体试样几何形状尽可能地长且宽以从受测试装置吸收尽可能多的光。

14、所述测试元件可以是反射器，所述反射器将受测试的所述光电子装置耦合到位于晶片上方的光纤。在所述第一测试协议中，可将来自受测试的所述光电子装置的光反射到所述光纤中并进行检测。在所述第二测试协议中，可从所述光纤提供光并经由所述测试元件反射到受测试的所述光电子装置。光纤可以是透镜光纤。

15、在所述第二测试协议下，所述测试元件可以是位于相邻装置试样上的激光器，操作所述激光器来照射受测试的所述光电子装置。

16、在第二方面中，本发明的实施方案提供一种晶片，所述晶片包括位于相应的装置试样上的一个或多个光电子装置，所述晶片还包括用于所述一个或多个光电子装置的对应测试元件。

17、当所述一个或多个测试元件与相应的光电子装置位于同一晶片上时，测试元件与其相应的光电子装置位于同一平面上。这在不需要复杂对准技术的情况下确保良好耦合水平。同一平面可意指晶片界定平坦表面并且光电子装置与测试元件位于同一平坦表面上。光电子装置可意指激光器、调制器(例如电吸收调制器)、光电二极管或半导体光学放大器(soa)中的任一者。装置试样可意指适合于进行微转移印刷过程的结构(例如包括系绳的结构)。

18、所述晶片可具有以下可选特征中的任一者，或在以下可选特征兼容的程度上具有以下可选特征的任何组合。这些可单独应用或与本发明的任何方面呈任何组合地应用。

19、所述晶片可包括多个光电子装置，并且所述测试元件可以是装置试样上与受测试的光电子装置相邻、能够在反向偏压中作为光电二极管操作的光电子装置。

20、所述测试元件可以是光电二极管。即，测试元件可包括连接到相应触点的p-i-n或p-n结。多个光电子装置可位于相应的装置试样上，并且光电二极管可与受测试的光电子装置相邻地集成在装置试样中。另一选择为，所述光电二极管可形成在晶片中(即直接位于晶片上)。光电二极管可以是脊(例如正方形或矩形脊，并且可以是脊形波导)，并且所述脊可包括粗糙面或抗反射涂层。所述粗糙面或抗反射涂层可面向受测试的光电子装置。光电二极管可包括倾斜面，所述倾斜面被配置成朝向晶片引导光。即，倾斜面可部分地面向晶片的上表面，举例来说从晶片的表面伸出小于90°的角度。

21、所述测试元件可以是反射器，所述反射器被配置成当所述光纤设置在晶片上方时将受测试的所述光电子装置耦合到光纤。

22、在第三方面中，本发明的实施方案提供一种用于测试安装到相应的装置试样的一个或多个光电子装置的测试站，所述测试站包括：

23、托座，所述托座用于接收根据第二方面的晶片；以及

24、电极，所述电极可连接到所述一个或多个光电子装置和/或一个或多个测试元件并且被配置成

25、在第一测试协议中，将光电流提供到受测试的光电子装置，并监测由入射在对应测试元件上的光生成的光电流；和/或

26、在第二测试协议中，将光经由所述测试元件提供到受测试的光电子装置并监测由受测试的所述光电子装置生成的所述光电流。

27、本发明包括描述的各方面和优选特征的组合，除非所述组合明确不允许或明确避免。

28、本发明的其他方面提供包括代码的计算机程序，所述代码当在计算机上运行时使得计算机执行第一方面的方法；计算机可读介质，所述计算机可读介质存储包括代码的计算机程序，所述代码当在计算机上运行时使得所述计算机执行第一方面的方法；计算机系统，所述计算机系统被编程为执行第一方面的方法。