测试结构及测试方法与流程

本发明涉及半导体，更为具体而言，涉及测试结构及测试方法。

背景技术：

1、在光子半导体制造过程中，如果不对上游生产的晶圆进行验收，则会导致光子半导体产品的良率下降，并会产生大量无用功，浪费人力物力资源。

2、现有技术通常是对晶圆进行外观检测，这难以发现晶圆内部缺陷及制造工艺偏差。因此，本技术领域缺乏一种对新到晶圆进行有效验收的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了测试结构及测试方法，能够对晶圆进行验收。

2、一方面，本发明的实施方式提供了一种测试结构，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

3、输入用光耦合器，用于将输入光信号耦合进所述测试结构；

4、输出用光耦合器，用于将所述测试结构的输出光信号进行输出；

5、第一被测光学器件，其连接在所述输入用光耦合器和所述输出用光耦合器之间，其中，所述输入光信号经由所述输入用光耦合器输入所述第一被测光学器件，所述第一被测光学器件输出的光信号经由所述输出用光耦合器输出；

6、第一光电转换器；

7、第二被测光学器件，其连接在所述输入用光耦合器和所述第一光电转换器之间，其中，所述输入光信号经由所述输入用光耦合器输入所述第二被测光学器件，所述第二被测光学器件输出的光信号由所述第一光电转换器转换为电信号；以及

8、第一电接触件，所述第一电接触件与所述第一光电转换器电连接，其中，来自该第一光电转换器的电信号经由所述第一电接触件向外部输出。

9、在一些实施方式中，所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件选自分光器件、光调制器。

10、在一些实施方式中，所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件选自mmi(multi-mode inferometer，多模干涉器)、定向耦合器、y型分光器、偏振分束器、偏振旋转器。。

11、在一些实施方式中，所述测试结构还包括第三被测光学器件和第二电接触件，所述第三被测光学器件包括第二光电转换器；其中，所述第二光电转换器连接在所述输入用光耦合器和所述第二电接触件，所述第二光电转换器输出的电信号经由所述第二电接触件向外部输出。

12、在一些实施方式中，所述第一被测光学器件包括光调制器，所述测试结构还包括向所述光调制器输入电信号的第三电接触件。

13、在一些实施方式中，所述第一被测光学器件、第二被光学器件以及第三光学器件经由一个或多个分光器连接到所述输入用光耦合器。

14、在一些实施方式中，所述测试结构包括分光器，所述分光器将所述输入光信号分配至所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件。

15、在一些实施方式中，所述测试结构包括对准用光耦合器，用于使所述测试结构与外部光纤阵列对准。

16、在一些实施方式中，所述输入用光耦合器、输出用光耦合器以及对准用光耦合器分别包括垂直耦合器或水平耦合器。

17、另一方面，本发明的实施方式提供了一种测试方法，其中被验收的晶圆上形成有上述任一实施方式所述的测试结构，所述测试方法包括：

18、经由所述测试结构中的输入用光耦合器向第一被测光学器件和第二被测光学器件输入测试用光信号；

19、所述第一被测光学器件输出的光信号经由所述测试结构中的输出用光耦合器输出；

20、所述第二被测光学器件输出的光信号经由所述测试结构中的第一光电转换器转换成电信号，该电信号经由所述测试结构中的第一电接触件向外部导电线路输出。

21、再一方面，本发明实施方式还提供了如下测试结构，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

22、输入用光耦合器，用于将输入光信号耦合进所述测试结构；

23、输出用光耦合器，用于将所述测试结构的输出光信号进行输出；

24、第一被测光学器件，其连接在所述输入用光耦合器和所述输出用光耦合器之间，其中，所述输入光信号经由所述输入用光耦合器输入所述第一被测光学器件，所述第一被测光学器件输出的光信号经由所述输出用光耦合器输出；

25、第三被测光学器件，所述第三被测光学器件包括第二光电转换器；

26、第二电接触件；

27、其中，所述第二光电转换器连接在所述输入用光耦合器和所述第二电接触件，所述第二光电转换器输出的电信号经由所述第二电接触件向外部输出。

28、此外，本发明实施方式还提供了一种测试结构，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

29、至少一个输入用光耦合器，用于将至少一个输入光信号耦合进所述测试结构，所述至少一个输入用光耦合器包括第一输入用光耦合器；

30、多个输出用光耦合器，用于将所述测试结构的多个输出光信号进行输出；

31、多个被测光学器件，其连接在所述至少一个输入用光耦合器和所述多个输出用光耦合器之间，其中，所述至少一个输入光信号经由所述至少一个输入用光耦合器输入所述多个被测光学器件，所述多个被测光学器件输出的光信号经由所述多个输出用光耦合器输出。

32、根据本发明各个实施方式，通过在待验收的晶圆的局部区域形成测试结构，通过测试其性能或特性参数，能够反映晶圆的制造工艺或者晶圆所制造的芯片(或裸片)中的与被测光学器件对应的光学器件是否正常。通过向该测试结构输入光信号并对被测光学器件处理输出的光信号或电信号进行测试，来评估被测光学器件的性能、特性参数，从而完成对晶圆的验收测试。具体而言，通过测量晶圆上的测试结构中相关被测器件的特性参数，判断相关器件的制作是否有异常，从而来判断晶圆的工艺是否异常，从而达到快速、有效验收晶圆的目的。此外，测试结构同样适用于对芯片的快速验收。

33、本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。

技术特征：

1.一种测试结构，其特征在于，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

2.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件选自分光器件、光调制器。

3.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件选自mmi、定向耦合器、y型分光器、偏振分束器、偏振旋转器。

4.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，该测试结构还包括第三被测光学器件和第二电接触件，所述第三被测光学器件包括第二光电转换器；

5.根据权利要求4所述的测试结构，其特征在于，所述第一被测光学器件、第二被光学器件以及第三光学器件经由一个或多个分光器连接到所述输入用光耦合器。

6.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述第一被测光学器件包括光调制器，所述测试结构还包括向所述光调制器输入电信号的第三电接触件。

7.根据权利要求1所述的测试结构，所述测试结构包括分光器，所述分光器将所述输入光信号分配至所述第一被测光学器件、所述第二被测光学器件。

8.根据权利要求1所述的测试结构，所述测试结构包括对准用光耦合器，用于使所述测试结构与外部光纤阵列对准。

9.根据权利要求1所述的测试结构，其特征在于，所述输入用光耦合器、输出用光耦合器以及对准用光耦合器分别包括垂直耦合器或水平耦合器。

10.一种测试方法，其特征在于，被验收的晶圆上形成有权利要求1至9中任意一项所述的测试结构，所述测试方法包括：

11.一种测试结构，其特征在于，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

12.一种测试结构，其特征在于，该测试结构形成在晶圆或芯片的设定区域，其包括：

13.一种晶圆，包括如权利要求1-9、11和12中任意一项所述的测试结构。

技术总结
本发明涉及半导体技术领域，其提供了一种测试结构及测试方法。通过在待验收的晶圆或芯片的局部区域形成测试结构，通过向该测试结构输入光信号并对被测光学器件处理输出的光信号或电信号进行测试，来评估被测光学器件的性能、特性参数，从而完成对晶圆的验收测试。

技术研发人员：吉勇宁,苏湛,沈亦晨,孟怀宇
受保护的技术使用者：上海曦智科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13