用于全光晶圆验收测试的方法和系统技术方案

用于全光晶圆验收测试的方法和系统可以包括芯片上的光收发器，该光收发器包括第一、第二和第三光栅耦合器、包括第一和第二相位调制器的干涉仪、分路器和多个光电二极管。可以经由第一光栅耦合器在芯片中接收第一输入光信号，其中第一输入光信号可以耦合到干涉仪。可以经由第二光栅耦合器将输出光信号耦合出芯片，用于对干涉仪的第一测量。第二输入光信号可以耦合到第三光栅耦合器，并且第二输入光信号的一部分可以经由分路器传送到多个光电二极管中的每一个。可以使用光电二极管基于第二输入信号来产生电压，该电压可以偏置第一相位调制器。位调制器。位调制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于全光晶圆验收测试的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用/通过引用并入
[0002]本申请要求于2018年12月31日提交的美国临时申请第62/787,017号和于2019年12月30日提交的美国专利申请第16/729,668号的优先权和权益，它们在此通过引用整体并入本文。


[0003]本公开的各方面涉及电子组件。更具体地，本公开的某些实施方式涉及用于全光晶圆验收测试的方法和系统。

技术介绍

[0004]用于晶圆测试的常规方法可能是昂贵的、麻烦的和/或低效的—例如，它们可能是复杂的和/或耗时的，和/或可能会降低产量。
[0005]通过将这样的系统与本申请的其余部分中参照附图阐述的本公开的一些方面进行比较，常规和传统方法的进一步限制和缺点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

技术实现思路

[0006]提供用于全光晶圆验收测试的系统和方法，基本上如附图中的至少一个所示和/或结合附图中的至少一个描述，如在权利要求中更完整地阐述的。
[0007]本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征、以及其图示实施例的细节将从以下描述和附图中更充分地理解。
附图说明
[0008]图1是根据本公开的示例实施例的光子使能集成电路的框图。
[0009]图2是图示根据本公开的实施例的具有光学探测和电探测两者的晶圆验收测试设置的示意图。
[0010]图3图示了根据本公开的示例实施例的全光晶圆测试配置。
[0011]图4图示了根据本公开的示例实施例的具有调节的光学偏置的全光晶圆测试配置。
[0012]图5图示了根据本公开的示例实施例的使用基于电流的相位调制器的光学晶圆光电二极管响应度测试。
[0013]图6图示了根据本公开的示例实施例的使用电流调节的相位调制器和副本分支的光学晶圆光电二极管响应度测试。
具体实施方式
[0014]如本文所用，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子组件(即硬件)和可以配置硬件、由硬件执行和/或以其他方式与硬件关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使
用的，例如，特定处理器和存储器在执行第一行或多行代码时可以包括第一“电路”，并且在执行第二行或多行代码时可以包括第二“电路”。如本文所用，“和/或”表示列表中由“和/或”连接的任何一项或多项。例如，“x和/或y”表示三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换言之，“x和/或y”表示“x和y之一或两者”。作为另一个示例，“x、y和/或z”表示八元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换言之，“x、y和/或z”表示“x、y和z中的一个或多个”。如本文所用，术语“示例性”表示用作非限制性示例、实例或说明。如本文所用，术语“如”和“例如”列出了一个或多个非限制性示例、实例或说明。如本文所用，电路系统或设备“能操作”以执行功能，只要电路系统或设备包括执行该功能所需的硬件和代码(如果有的话)，而不管该功能的执行是否被禁用或未启用(例如，通过用户可配置的设置、工厂调整等)。
[0015]图1是根据本公开的示例实施例的光子使能集成电路的框图。参考图1，示出了光子使能集成电路130的光电器件，包括光调制器105A
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105D、光电二极管111A
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111D、监控光电二极管113A
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113D以及包括耦合器103A
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103C和光栅耦合器117A
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117H的光器件。还示出了包括放大器107A
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107D、模拟和数字控制电路109以及控制部分112A
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112D的电气器件和电路。例如，放大器107A
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107D可以包括跨阻和限幅放大器(TIA/LA)。可选的耦合光学器件150可以包括分路器、薄膜滤光器、反射镜、棱镜等，并且可以集成在中介层(interposer)上以及中介层的外部。
[0016]在示例场景中，光子使能集成电路130包括耦合到CMOS光子中介层管芯的一个或多个CMOS电子管芯，其中激光器组件101也耦合到中介层的顶面。激光器组件101可以包括一个或多个具有隔离器、透镜和/或旋转器的半导体激光器，用于将一个或多个连续波(CW)光信号引导到耦合器104A
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104D。CW光信号可以处于用于CWDM操作(例如CWDM4)的不同波长。光子使能集成电路130可以集成在多个管芯上，例如具有一个或多个电子管芯和一个或多个光子管芯。
[0017]光栅耦合器104A
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104D包括光栅结构，其光栅间距和宽度被配置为将特定波长和偏振的光信号耦合到IC 130中。透镜阵列可以结合在光栅耦合器104A
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104D和激光器组件101之间，用于将光信号聚焦到光栅耦合器以提高耦合效率。
[0018]光信号通过在光子使能集成电路130中制造的光波导110而在光器件和光电器件之间通信。单模或多模波导可用于光子集成电路中。单模操作使得能够直接连接到光信号处理和网络元件。术语“单模”可用于支持横电(TE)和横磁(TM)两种偏振中的每一种的单模的波导，或用于真正单模且仅支持一种模式的波导。这样的一种模式可以具有例如TE的偏振，其包括平行于支撑波导的衬底的电场。所使用的两种典型波导截面包括条形波导和肋形波导。条形波导通常包括矩形截面，而肋形波导包括位于波导板顶部的肋条部分。当然，其他波导截面类型也被考虑并且在本公开的范围内。
[0019]光调制器105A
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105D包括例如Mach
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Zehnder或环形调制器，并且能够调制连续波(CW)激光输入信号。光调制器105A
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105D可以包括高速相位调制部分和低速相位调制部分并且由控制部分112A
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112D控制。光调制器105A
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105D的高速相位调制部分可以用数据信号调制CW光源信号。光调制器105A
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105D的低速相位调制部分可以补偿缓慢变化的相位因子，例如由波导之间的失配、波导温度或波导应力引起的相位因子，被称为MZI的无源偏置或无源相位。
[0020]在示例场景中，高速光学相位调制器可以基于自由载波色散效应进行操作，并且可以证明自由载波调制区域和光模之间的高度重叠。在波导中传播的光模的高速相位调制是用于高数据速率光通信的若干类型信号编码的构建块。可能需要数十Gb/s的速度来维持现代光链路中使用的高数据速率，并且可以在集成硅光子器件中通过调制横跨承载光束的波导放置的PN结的耗尽区来实现此高数据速率。为了提高调制效率和最小化损耗，必须仔细优化光模和PN结耗尽区之间的重叠。
[0021]光调制器105A
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105D中的每一个的一个输出可以经由波导110光学地耦合到光栅耦合器117E
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117H。光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通信的方法，所述方法包括：在芯片上的光收发器中进行下述操作，所述光收发器包括第一光栅耦合器、第二光栅耦合器和第三光栅耦合器、包括第一相位调制器和第二相位调制器的干涉仪、分路器和多个光电二极管：经由所述第一光栅耦合器在所述芯片中接收第一输入光信号；将所述第一输入光信号耦合到所述干涉仪；经由所述第二光栅耦合器将输出光信号耦合出所述芯片，用于对所述干涉仪的第一测量；将第二输入光信号耦合到第三光栅耦合器；经由所述分路器将所述第二输入光信号的一部分传送到所述多个光电二极管中的每一个；使用所述多个光电二极管基于所述第二输入光信号来产生电压；使用所产生的所述电压来偏置所述第一相位调制器；以及在所述第一相位调制器被所产生的所述电压偏置的情况下测量所述输出光信号，用于对所述干涉仪的第二测量。2.根据权利要求1的方法，包括使用所产生的所述电压来反向偏置所述第一相位调制器。3.根据权利要求1的方法，包括使用所产生的所述电压来正向偏置所述第一相位调制器。4.根据权利要求1的方法，包括使用串联耦合的电阻器和一对耦合到地的正向偏置光电二极管来调节所产生的所述电压。5.根据权利要求1的方法，包括将第二第三输入光信号耦合到第四光栅耦合器。6.根据权利要求5所述的方法，包括使用第二多个光电二极管基于所述第三输入光信号来产生第二电压。7.根据权利要求6所述的方法，包括使用所述第二电压来偏置所述第二相位调制器。8.根据权利要求1所述的方法，包括在所述第二相位调制器被所述第二电压偏置的情况下测量所述输出光信号，用于对所述干涉仪的第三测量。9.根据权利要求1的方法，其中所述多个光电二极管包括锗。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述芯片包括互补金属氧化物半导体(CMOS)管芯。11.一种用于通信的系统，所述系统包括：芯片上的光收发器，所述光收发器包括第一光栅耦合器、第二光栅耦合器和第三光栅耦合器、包括第一相位调制器和第二相位调制器的干涉仪、分路器和多个光电二极管，所述光收发器能操作以：经由所述第一光栅耦合器在所述芯片中接收第一输入光信号；将所述第一输入光信号耦合到所述干涉仪；经由所述第二光栅耦合器将输出光信号耦合出所述芯片，用于对所述干涉仪的第一测量；将第二输入光信号耦合到第三光栅耦合器；
经由所述分路器将所述第二输入光信号的一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉安洛伦佐，
申请(专利权)人：卢克斯特拉有限公司，
类型：发明
国别省市：