[发明专利]应用于硅基光电子芯片晶圆级在线测试的混合探卡

说明书

本发明公开了一种应用于硅基光电子芯片晶圆级在线测试的混合探卡，涉及硅光子与光电子集成领域。该混合探卡包括凹形槽阵列衬底、固定在凹形槽阵列衬底上的光纤探针阵列、与光纤探针阵列相连的光纤连接端口阵列、用于控制光纤探针阵列移动的光纤探针阵列控制臂、直流探针阵列、直流探针阵列引出的直流连接端口排线、高频探针阵列、高频探针阵列引出的高频连接端口阵列、用于控制直流探针阵列和高频探针阵列移动的直流高频探针阵列控制臂。本发明能降低硅基光电子芯片晶圆级在线测试的测试成本和测试风险，提高测试效率，兼容大多数硅基光电子芯片的布局。

技术领域

本发明涉及硅光子与光电子集成领域，具体是涉及一种应用于硅基光电子芯片晶圆级在线测试的混合探卡。

背景技术

在光电子集成芯片与器件中，光电子芯片测试涉及到光学对准与耦合，无法像CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺制备的电芯片一样，通过一个集成探针卡实现晶圆级在线测试。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：尽管市场上已经推出硅基光电子晶圆测试设备，但该设备需要两个马达控制两路光自动耦合，且需要两个额外的探针座分别控制直流探针与高频探针，不仅测试芯片类型受限，而且布局复杂，风险较高，测试效率低，且测试成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种应用于硅基光电子芯片晶圆级在线测试的混合探卡，能够降低硅基光电子芯片晶圆级在线测试的测试成本和测试风险，提高测试效率，兼容大多数硅基光电子芯片的布局。

第一方面，提供一种应用于硅基光电子芯片晶圆级在线测试的混合探卡，包括凹形槽阵列衬底、固定在凹形槽阵列衬底上的光纤探针阵列、与光纤探针阵列相连的光纤连接端口阵列、用于控制光纤探针阵列移动的光纤探针阵列控制臂、直流探针阵列、直流探针阵列引出的直流连接端口排线、高频探针阵列、高频探针阵列引出的高频连接端口阵列、用于控制直流探针阵列和高频探针阵列移动的直流高频探针阵列控制臂。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述光纤探针阵列中的光纤模斑与待测硅基光电子芯片的端面耦合器阵列的模斑匹配。

根据第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述光纤探针阵列中光纤的尖端为透镜、锥形、平面或斜面。

根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述光纤探针阵列的材料为硅、二氧化硅、氮化硅或聚合物。

根据第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述凹形槽阵列衬底的槽结构为V形槽或U形槽，材料为硅、二氧化硅、氮化硅或聚合物。

根据第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述凹形槽阵列衬底的底部集成面光源与面探测器，用于探测凹形槽阵列衬底的底部距离待测硅基光电子芯片的垂直高度；背部集成面光源与面探测器，用于探测划片槽边缘到凹形槽阵列衬底的水平距离。

根据第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述直流探针阵列的尖端为椭圆形、圆形或弧形，材料为钨铜、铜或金。

根据第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述高频探针阵列中探针类型为单端探针或差分探针。

根据第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述光纤探针阵列控制臂级联纳米压电陶瓷，用于控制六维移动，实现高精度自动光耦合。

根据第一方面，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述直流高频探针阵列控制臂级联六轴控制器，用于控制直流探针阵列和高频探针阵列移动。

与现有技术相比，本发明的优点如下：