硅光芯片要经历哪些测试
测量的知识
硅光技术也增加了研发和测试流程的复杂性,硅光芯片的测试流程和传统分立器件的芯片有较大不同。
采用硅光技术以后,由于很多光路直接在晶圆上蚀刻完成,所以测试工作的重点也转移到了晶圆生产阶段,需要采用专门的晶圆上(on-wafer)测试方法。
下图是典型硅光芯片的生产流程,包括了研发(Design)、晶圆生产(Foundries)、晶圆测试(On wafer testing)、封装(Packaging)等。
其和光、电性能有关的测试主要在两个阶段进行:
晶圆测试:指在晶圆生产完成后,借助于探针台对晶圆上各个单元或者子单元进行测试和筛选。典型的被测器件有光无源器件、有源发送器件、有源接收器件等。
根据被测器件的种类不同,其测试项目也不同,通常波长域相关的测试,如波长相关的插入损耗(IL)、偏振相关损耗(PDL)等在晶圆生产完成后会批量进行,而频域相关的高频测试(如调制带宽、S参数)会在研发或QA阶段进行。
对于基于硅光的光芯片测试来说,光探针和晶圆上波导的耦合效率以及测试方案的自动化程度等是决定测试重复性和测试效率的关键点。下图是个正在进行的硅光晶圆测试。黄色的是安装在6轴探头上的光纤探针,蓝色的是高频电探针。
封装测试:当器件封装成模块之后,需要验证模块在不同环境温度下发射机、接收机的性能与相关规范(如IEEE、OIF-CEI、各种MSA组织)的符合性,这些测试是在发送或接收正常速率的光/电信号时进行的,并必须严格参考相关规范要求。
通常生产阶段会进行功率、眼图模板、消光比等能够快速批量进行的测试,而更多、更复杂的测试项目会在研发或者QA阶段进行。

责编:高蝶
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