JPH0425765A - 光受信回路評価用ウェハプローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光受信回路評価用ウェハプローブに関する。

より詳細には、半導体基板上に形成された光受信回路、
特に受光素子と直結する光受信フロントエンドのプリア
ンプ回路を含む光受信増幅器の集積回路（ＩＣ）の検査
用のウェハプローブに関する。

従来の技術 光受信フロントエンドのプリアンプ回路のような半導体
増幅回路ＩＣの高周波性能を、オンウェハで測定評価す
る場合に使用される治具は公知である。このような治具
は、一般に高周波ウェハプローブと称され、ウェハ状態
でのＩＣ電極パッドにコンタクトプロービングして評価
する電気的な高周波測定のだ約の治具である。

上記従来のウェハプローブの例として、カスケードマイ
クロチック社のマイクロ波プローブヘッドと称されるも
のが挙げられる。このウェハプローブは、ＩＣ電極パッ
ド直近まで形成された特性インピーダンス５０Ωの伝送
線路を具備する。また、その他にも電源電圧、バイアス
電圧を低インピーダンスでＩＣ電極直近まで供給するプ
ローブ治具も開発されている。

また特開昭６２−１９０７３８号公報には、上記のウェ
ハプローブの尖端近傍に高インピーダンス入力の能動素
子を具備する、高インピーダンス型のウェハプローブが
開示されている。

上記従来のウェハプローブでは、光受信回路ＩＣ（フロ
ントエンド増幅器、プリアンプＩＣ１またはプリアンプ
ＩＣに後段増幅回路を一体化したもの等）の電気的特性
は評価を行うことができる。

しかしながら、受光素子と組合わせた光受信系としての
性能、即ち先人カー電気出力の関係をオンウェハで測定
することはできなかった。

そのたｔ１従来は、光受信回路の先人カー電気出力の関
係を測定するのに、電気的特性評価を行ったウェハをダ
イシングなどでチップ分割し、評価用の実装基板に搭載
して行っていた。即ち、ウェハから分割したＩＣを評価
用実装基板に搭載し、受光素子や抵抗、コンデンサ等の
チップ部品を接続し、受光素子に光入力を与えて先人カ
ー電気出力の特性測定を行なっていた。

発明が解決しようとする課題 上記従来の方法で光受信回路の光入力−電気８カの特性
測定を行う場合、ウエノ＼から実際にＩＣチップを分割
して評価用の基板に搭載しなければならなかった。例え
ば、従来の方法では、以下の手順で光入力−電気出力の
特性測定を行っていた。

最初に光受信回路の電気的高周波特性（例えばＺ。

＝５０Ω系でのＳパラメータ）測定で、適当と思われる
チップを選別し、ダイシング等でウエノ＼をチップ分割
する。次に、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフ
ォトダイオード等の受光素子、周辺受動素子等とともに
評価用セラミック基板に実装する。その後、光入力用光
ファイバと受光素子の位置合わせを行い、変調光源を入
光して、受信回路のａカの測定を行って評価する。

そのため、ウェハのチップ分割、搭載の作業が必要であ
り、それ以外にも各種の部品を使用するので特性測定に
コストがかかっていた。さらに、特性測定のために分割
して使用したＩＣチップは、ペアチップ製品やパッケー
ジ製品に転用できないので、ＩＣチップの抜き取り検査
であり、しかも一種の破壊検査といえるたｔｌこの点で
もコストを引き上げることになっていた。

上記従来の方法では、ＩＣチップの分割、搭載等の作業
を必要とするので測定が簡便ではなく、再現性も充分で
はない。即ち、上記の方法では、実装中に被評価回路が
劣化したり、高価な受光素子が劣化したりすることがあ
る。また、わずかな実装条件の違いが被評価回路を同一
条件で正しく評価する妨げとなっていた。さらに、被評
価回路１個に対し、評価用基板、受光素子および受動素
子が必要で、コストの問題があるとともに、これらの特
性のばらつきや光ファイバとの光結合条件のばらつきで
、多数の光受信回路ＩＣの正確な特性評価ができないと
いう問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
したオンウェハ状態で光受信回路の先入カー電気出力の
特性測定が可能な光受信回路評価用ウェハプローブを提
供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、略三角形の絶縁体基板と、該絶縁体基
板の一頂点近傍に配置された被検査回路の端子に対応す
るプローブ電極と、前記絶縁体基板の前記プローブ電極
近傍に配置され、前記プローブ電極と電気的に接続され
ている電子素子と、該電子素子を外部と電気的に接続す
る前記プローブ電極以外の接続手段とを具備し、半導体
基板上に形成された光受信回路を検査するウェハプロー
ブにおいて、 前記電子素子として、前記プローブ電極に出力端子が接
続され、前記接続手段に電源バイアス端子が接続された
受光素子を具備することを特徴とするウェハプローブが
提供される。

作用 本発明のウェハプローブは、オンウェハ状態の多数の光
受信回路に対し、特性のわかっている１個の標準受光素
子を使って、同一条件で、多数の光受信回路の先入カー
電気出力の測定を可能にする。

本発明のウェハプローブにおいては、前記電子素子とし
て、前記接続手段に電源端子が接続された受光素子と、
該受光素子の出力端子に入力端子が接続され、前記プロ
ーブ電極に出力端子が接続された前記光受信回路の人力
終端条件に相当する終端素子とを具備することもできる
。これにより、他の受動素子等の接続を介することなく
、オンウェハ状態の光受信回路の特性を直接本発明のウ
ェハプローブを使用して測定することができる。

また、本発明のウェハプローブは、前記受光素子に入射
する光を誘導する光学手段を具備することが好ましく、
前記絶縁体基板に固定された光ファイバコネクタを具備
することも好ましい。この構成により、受光素子に一定
の条件で光信号を入力可能になる。

本発明のウェハプローブでは、プローブ電極が、光受信
回路の入力パッドと対応していることが好ましい。また
、受光素子は、特性が既知である標準品を用い、絶縁体
基板上へペアチップを直接実装するか、またはチップキ
ャリア型の受光素子を実装することが好ましい。そして
この受光素子の出力端子には、上記のプローブ電極が接
続され、また、受光素子に必要な直流電圧バイアスは接
続手段により外部から供給される。

本発明のウェハプローブを使用する場合、オンウェハの
光受信回路に対しての当接（コンタクト）は、従来のオ
ンウェハ高周波プローブと同様に行なわれる。

本発明のウェハプローブでは、プローブ電極近傍に受光
素子が配置されているので、受光素子出力と光受信回路
人力の間の間隔は極めて小さくなり、寄生入力容量を小
さくできる。

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 第１図に、本発明のウェハプローブの一例の斜視図を示
す。第１図のウェハプローブは、略三角形の絶縁性セラ
ミック基板１と、セラミック基板１の一尖端１０に配置
されたプローブ電極３と、プローブ電極３の近傍に配置
された受光素子４とを具備する。

受光素子４は、例えばペアチップ型のフォトダイオード
で、カソードがセラミック基板１上に設けられた配線路
６上に接して固定されている。プローブ電極３と受光素
子４の出力端子（アノード）とは、セラミック基板１の
表面に設けられた配線路５で接続されている。セラミッ
ク基板１の尖端１０の対辺部分には接続ブロック２が設
けられ、配線路６と外部の電源７との接続は、接続ブロ
ック２を利用して行われている。

第１図には図示されていないが、受光素子４には、光フ
ァイバ等で光信号を人力してもよいし、また、セラミッ
ク基板１上に光導波路等を設けることもできる。

第２図に、本発明のウェハプローブの他の実施例を示す
。第２図のウェハプローブは、受光素子４にチップキャ
リア型のものを使用し、光ファイバ８、コリメータレン
ズ９および光ファイバコネクタレセプタクル１１よりな
る光学手段を具備するところが第１図のウェハプローブ
と異なる。使用時には、光ファイバコネクタレセプタク
ル１１を使用して、光信号人力用の光ファイバを接続す
ることにより、条件を揃えた検査が可能になる。他の構
成は、第１図のウェハプローブと同様であるので説明を
省略する。

上記のウェハプローブを実際に使用する場合には、プロ
ーブ電極３をウェハ上の検査する光受信回路の入力端子
に当接する。また、接続ブロック２の部分で配線路６と
電源７とを接続し、第２図のウェハプローブでは光コネ
クタレセプタクル１１に光ファイバを接続し、受光素子
４に検査用の光信号を入力して、光受信回路の検査を行
う。

本実施例のウェハプローブでは、被検査光受信回路の入
力端子に対応するプローブ電極のみを具備するが、本発
明のウェハプローブは、同時に被検査光受信回路の出力
端子に当接するプローブ電極を具備することも可能であ
る。このような構成にすると、本発明のウェハプローブ
を使用して、被検査光受信回路のａカも取り出すことが
でき、検査作業の効率が向上する。

発明の効果 以上詳述のように、本発明のウェハプローブは、オンウ
ェハ状態で、光受信回路の受光素子と組み合わせた先人
カー電気出力特性における周波数特性・帯域測定や感度
測定が可能である。従って、従来のようにダイシングで
チップ分割し、受光素子とハイブリッド実装して測定す
る手間が省け、特に研究開発において効率化が図れる。

また、上記電気回路の性能評価だけの目的で使用される
評価用ハイブリッド実装基板、高価な広帯域高感度受光
素子、チップ実装受動素子等のコストが節約できる。

一方、光信号と受光素子との光結合条件も含め、同一の
条件で多数の光受信回路の特性評価が可能であり、特定
の光受信回路形式について、その性能ばらつきなど、統
計的な性能評価を容易に行なうことができる。

また、同一の光受信（光電変換）条件で、異なる回路形
式の光受信回路を測定できるので、研究開発等で、最適
回路形式、最適な回路素子パラメータを探索する際に有
効である。

さらに、製品レベルの光受信ＩＣに対しては、実使用実
装条件により近い形で評価するために、容量その仕入出
力負荷をプローブに内蔵することによって、オンウェハ
製品検査が可能となる。

周波数特性が既知で端子間容量など標準的な受光素子を
使用すれば、その受光素子と光受信回路を使用した光受
信装置で、配線や実装に起因する寄生容量を極小とした
場合の性能限界を見っもることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の光受信回路評
価用ウェハプローブ実施例を示す。 〔主な参照番号〕 １・・・セラミック基板、 ２・・・接続ブロック、 ３・・・プローブ電極、 ４・・・受光素子、 ５．６・・・配線路、 ７・・・電源 特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）略三角形の絶縁体基板と、該絶縁体基板の一頂点
   近傍に配置された、被検査回路の端子に対応するプロー
   ブ電極と、前記絶縁体基板の前記プローブ電極近傍に配
   置され、前記プローブ電極と電気的に接続されている電
   子素子と、該電子素子を外部と電気的に接続する前記プ
   ローブ電極以外の接続手段とを具備した、半導体基板上
   に形成された光受信回路を検査するウェハプローブにお
   いて、前記電子素子として、前記プローブ電極に出力端
   子が接続され、前記接続手段に電源端子が接続された受
   光素子を具備することを特徴とするウェハプローブ。
2. （２）請求項（１）に記載のウェハプローブにおいて、
   前記電子素子として、前記接続手段に電源端子が接続さ
   れた受光素子と、該受光素子の出力端子に入力端子が接
   続され、前記プローブ電極に出力端子が接続された前記
   光受信回路の入力終端条件に相当する終端素子とを具備
   することを特徴とするウェハプローブ。
3. （３）請求項（１）または（２）に記載のウェハプロー
   ブにおいて、前記受光素子に入射する光を誘導する光学
   手段を具備することを特徴とするウェハプローブ。
4. （４）請求項（３）に記載のウェハプローブにおいて、
   前記光学手段が、前記絶縁体基板に固定された光ファイ
   バコネクタを具備することを特徴とするウェハプローブ
   。