一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统技术方案

本发明专利技术属于晶圆测试设备的技术领域，具体涉及一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统。本发明专利技术包括：承载盘的中心设承载区，承载区用于放置晶圆，承载盘的外缘设朝上伸出的环状凸起，承载盘与晶圆的底面电连通；承载盘的底面还设三维驱动机构；面板设在承载盘上方；驱动卡可上下移动地设在面板的底面，驱动卡的正面设驱动模块，反面设导电层，驱动模块与导电层电连通；驱动卡的顶面开设探针窗口；探针座设在面板的正面，探针座的末端设探针，探针座用于调节探针穿过探针窗口，并指向承载区；探针通过软排线与驱动模块电连通。本发明专利技术用于解决现有技术中较长的测试回路所寄生的感抗和阻抗会将短脉冲扩展失真，影响晶圆测试的准确性和可信度的技术问题。信度的技术问题。信度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统


[0001]本专利技术属于晶圆测试设备的
，具体涉及一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统。

技术介绍

[0002]VCSEL （Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser）激光器是一种光学谐振腔与半导体芯片的衬底垂直的激光器，可实现芯片表面的激光出射，其具有阈值电流低、易二维集成、圆形对称光斑等诸多优点。
[0003]随着 VCSEL 技术的不断发展，其应用也早已突破传统的数据通信领域。目前，VCSEL 不仅在人脸识别、3D传感、VR&AR等消费电子等领域发挥越来越重要的作用，其在自动驾驶（Autonomous Driving）和高级辅助驾驶（ADAS）领域发挥的作用也越来越突出。
[0004]半导体制程中，在越靠前的工艺节点进行良率的筛选，所造成的损失会越小。VCSEL激光器具有面发光的特点,是为数不多的可以在晶圆级别进行测试的激光器。传统应用的VCSEL已实现晶圆级别的量产测试，但是，对于LIDAR的应用，VCSEL在往多结、大功率方向发展，激光器的输出功率要求极高，峰值功率要求在50W~300W不等。这样所带来的问题是在约0.01mm
³
的芯片上，短时间内产生的大量的热量会将芯片烧坏，为了控制热量的影响并准确测试其性能，点亮测试的时间必须维持在极短的时间（通常小于1us）。
[0005]但是传统的解决方案中，晶圆级别的测试通常会有较长的测试回路，较长的测试回路所寄生的感抗和阻抗会对短脉冲的测试不利，会将短脉冲展宽失真，从而影响测试的准确性和可信度。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，用于解决现有技术中较长的测试回路所寄生的感抗和阻抗会将短脉冲扩展失真，影响晶圆测试的准确性和可信度的技术问题。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，包括：承载盘，所述承载盘的中心设有承载区，所述承载区用于放置晶圆，所述承载盘的外缘设有朝上伸出的环状凸起，所述承载盘与所述晶圆的底面电连通；所述承载盘的底面还设有三维驱动机构；面板，所述面板设在所述承载盘上方；驱动卡，所述驱动卡可上下浮动地设在所述面板的底面，所述驱动卡的正面设有驱动模块，反面设有导电层，所述驱动模块的负极与所述导电层电连通；所述驱动卡的顶面开设有探针窗口；探针座，所述探针座设在所述面板的正面，所述探针座的末端设有探针，所述探针座用于调节所述探针穿过所述探针窗口，并指向所述承载区；
所述探针通过软排线与所述驱动模块的正极电连通。
[0008]本专利技术中的承载盘通过三维驱动机构进行位置调节，能实现承载盘进行横向、纵向和竖向的位移，其中横向和纵向的位移是为了实现调节对应探针的位置，竖向的位移是为了让承载盘上的晶圆接触到探针，形成测试回路，具体的测试回路是晶圆的负极（晶圆的背面）与承载盘电连通，承载盘上升后环状凸起接触到驱动卡反面的导电层，导电层与承载盘实现电连通，探针的末端与晶圆的正极（晶圆的正面）接触，形成电连通，而导电层是与驱动模块电连通的，驱动模块是与探针通过软排线电连通的，因此形成一个完整的测试回路。该测试回路较短，会减少甚至消除感抗和阻抗，这样对短脉冲的波形的影响降至较低的程度，提升测试的准确性和可靠性。
[0009]进一步地：所述驱动卡的顶面还开设有相机识别窗口；所述面板上还设有相机，所述相机用于透过所述相机识别窗口对所述承载区上的晶圆进行摄录。
[0010]采用本步的有益效果：相机识别窗口是对晶圆上的芯片进行观察的观察孔，相机通过相机识别窗口对晶圆上的芯片进行视觉定位，再将摄录的信息传递给控制设备，控制设备控制承载盘进行不同方向的位移，以便对晶圆上不同位置的芯片进行测试。
[0011]进一步地：所述驱动模块内设有多个并联驱动回路。
[0012]采用本步的有益效果：可同步发出短脉冲信号，实现在较小的驱动电压下获得更高的驱动电流。
[0013]进一步地：所述环状凸起的顶面为圆弧面、平面、波浪面、异形曲面或凸点面。
[0014]采用本步的有益效果：在环状凸起和导电层能电连通的情况下，环状凸起的顶面可以是多种形状的。
[0015]进一步地：所述驱动卡的顶面与所述面板的底面通过单个或多个弹性体进行连接。
[0016]采用本步的有益效果：承载盘向上顶起，接触到驱动卡反面时，驱动卡会随着承载盘上移，弹性体就会受到驱动卡的挤压，而弹性体的反挤压力能让驱动卡与承载盘贴实、贴牢，保持测试回路的稳定性。
[0017]进一步地：多个所述弹性体对称的分布所述驱动卡的顶面与所述面板的底面之间；所述弹性体为弹簧导向柱、弹簧片、橡胶柱或气囊。
[0018]采用本步的有益效果：对称的弹性体能对驱动卡施以均匀的反挤压力，也能保证承载盘受到的力不偏载，不会让承载盘发生单边倾斜，让晶圆在承载盘上滑动，影响测试准确性。
[0019]进一步地：所述导电层为镀金层，所述承载盘的表面也设有镀金层。
[0020]采用本步的有益效果：镀金层的导电性极好，能最大程度减少导体对短脉冲的影响，进一步保持测试的准确性。
[0021]进一步地：所述探针座包括三维手动滑台和探针安装座，所述探针安装座用于夹持所述探针且设在所述三维手动滑台的尾端；所述三维手动滑台用于调节探针安装座在横向、纵向和竖向的位置。
[0022]采用本步的有益效果：探针座能通过三维手动滑台调节探针安装座的位置，进而
调节探针针尖压接位置，实现压接位置的可调整性，提高不同产品的兼容性。
[0023]进一步地：所述探针安装座设有自适应调节机构，所述自适应调节机构能够自动调节所述探针的接触力。
[0024]采用本步的有益效果：自适应调节机构能让探针与晶圆的接触从硬接触变为软接触，以一个较为恒定的力接触到晶圆，克服了晶圆加工平整度问题，在保证接触点压接痕迹一致的同时保持测量回路的稳定性。
[0025]进一步地：所述探针的末端与所述承载区的垂直距离大于所述导电层与所述环状凸起顶面之间的垂直距离。
[0026]采用本步的有益效果：首先，驱动卡的位移量大，探针的位移量小，环状凸起与导电层先一步接触，环状凸起将驱动卡先向上顶，然后探针才和晶圆正面接触，形成测试回路；反之，探针与晶圆正面先接触，环状凸起和导电层还未接触到时，承载盘再继续上升，存在探针将晶圆戳坏的可能性，而承载盘不再继续上升，就无法形成测试回路，因此，需要探针的末端与承载区的垂直距离大于导电层与环状凸起顶面之间的垂直距离。
[0027]本专利技术的有益效果是：1、缩短测试回路，降低了测试回路中感抗和阻抗对短脉冲的不良影响，提高了晶圆检测的准确度和可靠性；2、环状凸起与驱动卡底面的面接触方式解决了现有技术中承载盘上设置单个或多个弹性接触点的接触可靠性与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，其特征在于，包括：承载盘，所述承载盘的中心设有承载区，所述承载区用于放置晶圆，所述承载盘的外缘设有朝上伸出的环状凸起，所述承载盘与所述晶圆的底面电连通；所述承载盘的底面还设有三维驱动机构；面板，所述面板设在所述承载盘上方；驱动卡，所述驱动卡可上下浮动地设在所述面板的底面，所述驱动卡的正面设有驱动模块，反面设有导电层，所述驱动模块的负极与所述导电层电连通；所述驱动卡的顶面开设有探针窗口；探针座，所述探针座设在所述面板的正面，所述探针座的末端设有探针，所述探针座用于调节所述探针穿过所述探针窗口，并指向所述承载区；所述探针通过软排线与所述驱动模块的正极电连通。2.根据权利要求1所述的VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，其特征在于，所述驱动卡的顶面还开设有相机识别窗口；所述面板上还设有相机，所述相机用于透过所述相机识别窗口对所述承载区上的晶圆进行摄录。3.根据权利要求1所述的VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，其特征在于，所述驱动模块内设有多个并联驱动回路。4.根据权利要求1所述的VCSEL晶圆级别短脉冲测试系统，其特征在于，所述环状凸起的顶面为圆弧面、平面、波浪面、异形曲面或凸点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，薛银飞，张文修，李家桐，
申请(专利权)人：上海菲莱测试技术有限公司，
类型：发明
国别省市：