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優化熱量管理/電感量測效率 VCSEL光脈衝測試精準到位

文‧John Tucker 發布日期:2020/09/03 關鍵字:LIVVCSELTECSMULaser雷射Diode太克

在半導體晶圓、陣列和晶片載體生產階段測試垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)時,熱量管理是非常關鍵的要素。因此,測試時一般會使用脈衝式測試,以使功耗達到最小。然而,在對VCSEL或雷射二極體進行脈衝測試時,仍會存在多種錯誤來源,包括將高電流脈衝耦合到待測裝置(DUT)、光偵測器耦合、偵測器本身回應慢和準確度差等問題。本文介紹了與這些問題有關的解決方案,這些方案可縮短測試次數,提高結果準確度並降低廢品率。

雷射二極體和VCSEL的基礎測試是光電流電壓(LIV)曲線測試,此測試同時亦會量測裝置的電和光的輸出功率特性(圖1)。這項測試主要用來在裝置進入組裝前分揀或剔除不良裝置。DUT要進行電流掃描,同時記錄掃描中每一步的前向電壓下降。同時,儀器會監測光功率輸出,然後分析得到的資料,確定雷射特點,包括雷射臨界值電流、量子效率和「轉折點」偵測(第一個衍生光功率輸出與注入電流曲線中的局部化負斜率)。

脈衝式LIV測試最好在生產早期完成,也就是在將VCSEL組裝到模組中之前。對仍位於晶圓上的VCSEL、雷射二極體及脈衝式測試至關重要,因為裝置在這個時候沒有溫控電路。使用直流測試可能會改變其特點,甚至在最壞情況下會破壞裝置。在之後的生產階段,當其組裝到具有溫控的模組中時,裝置可以進行直流測試,然後將測試結果與脈衝式測試結果進行對比。由於溫度位移導致裝置特點變化,某些裝置會通過直流測試,但卻無法通過脈衝式測試。

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