[发明专利]一种异面电极结构芯片的频率响应测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，尤其涉及一种异面电极结构芯片频率响应的测试装置。

背景技术

半导体激光器芯片的频率响应是决定芯片应用能力的重要参数之一，如何精确测试芯片的频率响应是进行芯片筛选和优化设计的关键技术。目前，采用异面电极结构的半导体激光器芯片，无法直接使用商用的共面微波探针接触芯片电极进行测量。

因此，对于异面电极结构芯片的频率响应测试，就需要通过专门设计的测试结构，将芯片的异面电极转换至共面电极，再用共面微波探针接触共面电极进行测量。其中，测试结构组成部分(例如测试载体和金丝)由于寄生电容或电感效应，也是频率相关元件，其截止频率与其尺寸、结构相关，会对芯片截止频率的测试产生一定影响。只有当测试结构组成部分的截止频率远远高于待测芯片截止频率时，测试结果才近似于待测芯片频率响应；而当其截止频率接近甚至低于待测芯片截止频率时，测试结果就不能真实反映芯片频率响应。因此，为了尽可能减小引入的寄生参数影响，降低高频传输损耗，提高测试结构组成部分的截止频率，使得测试结果不受芯片以外因素限制，达到精确获取待测芯片频率响应的目的，如何更好地设计芯片测试装置的测试结构具有非常关键的实际应用意义。

本发明通过专门设计的异面结构芯片测试结构平台，结合共面波导传输线结构，采用多根金丝实现电极之间的最短连接，使得测试结构的截止频率远远高于待测芯片的频率响应，即所测芯片的频率响应结果更加精确和真实。这在光电子器件的高频测试领域中具有非常重要的实际意义，鉴于高速半导体激光器芯片的迅速发展，本发明也具有良好的应用前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

异面电极结构芯片的频率响应测试过程中，测试结构(例如测试载体和金丝)因寄生电容或电感效应，同时也是频率相关元件，其尺寸和结构关系会影响其本身的截止频率。如果测试结构的截止频率不能够远远高于待测芯片的截止频率，测试结果就不能真实反映芯片频率响应。

(二)技术方案

为了能够解决上述问题，精确地获得异面电极结构芯片的高频特性，本发明提出了一种异面电极结构芯片频率响应测试装置，包括：矢量网络分析仪、探针、探测器，其中，还包括一个测试平台，测试平台包括共面波导传输线和多根金丝。

测试平台还包括背地电极和载体，背地电极上表面和载体的下表面相连接，用于电磁场屏蔽。

载体具有一定的热导性和绝缘性，其制备材料为氮化铝或三氧化二铝。载体根据被测芯片的尺寸制备合适大小的地电极-信号电极-地电极(G-S-G)的共面波导传输线结构，该传输线结构的特征阻抗为50欧姆。

共面波导传输线结构包括第一地电极、信号电极和第二地电极，电极宽度和间距等结构参数按照实际需要，例如传输线结构的特征阻抗50欧姆进行设计，并依次平铺于所述载体上，形成G-S-G结构。

信号电极上表面的一端与异面电极结构芯片的下电极相接，该芯片可利用共晶焊接的方式固定，使得芯片的下电极与信号电极实现良好的欧姆接触。

多根金丝将异面电极结构芯片的上电极与所述第一地电极、第二地电极之间实现最短连接。

多根金丝两端分别打点到第一地电极和第二地电极上，其中间位置打点到异面电极结构芯片的上电极上，可使用球形压焊机或楔形压焊机实现金丝打点连接。

探针为G-S-G共面微波探针，与第一地电极、信号电极和第二地电极直接接触，用于向异面电极结构芯片传递矢量网络分析仪的电信号。

探测器利用光纤耦合接收异面电极结构芯片发出的光信号，用于将光信号转换为电信号并传递到矢量网络分析仪。

矢量网络分析仪分别与探针和探测器相连，用于将向探针传输的电信号和接收探测器的电信号进行对比分析得到测试结果。

(三)有益效果

为了精确地获得异面电极结构芯片的高频特性，本发明提供了一种频率响应测试装置，包括：探针、矢量网络分析仪、探测器，其中，还包括一个测试平台，该测试平台结合共面波导传输线结构，更好的传输高频信号；另外采用金丝实现电极之间的最短连接，降低了高频传输损耗，使得高频传输特性更好。最终使得测试结构的截止频率远远高于待测芯片的频率响应，即得到了精确真实的芯片的响应频率。

附图说明

图1是本发明提出的具体实施例1中异面电极结构芯片的频率响应测试装置结构关系示意图；

图2是本发明提出的具体实施例1中异面电极结构芯片的频率响应测试装置的测试平台三维立体图；