利用触发同步源表进行VCSEL测试

垂直腔面发射激光器（VCSEL）正在逐步代替传统的边发射激光器，特别是成本因素特别重要的低带宽和短距通信系统中。边发射激光器在测试之前必须从晶圆上切割下来，并磨光边沿，而VCSEL厂家可以在晶圆级测试其器件。

光强度（L）－电流（I）－电压（V）扫描是确定VCSEL工作特性而进行的一系列测量。LIV测试需要有斜波电流通过VCSEL，并利用光电探测器（PD）测量产生的光输出。
图 7?29所示为一个简单的晶圆级测试系统。使用了两台2400型源表。一个晶圆探针通过一块探针卡电气连接到每个器件。探针台也将光探测器定位到器件的正上方。当来自VCSEL的光照射到反向偏压的PD时，漏流将增大。漏流的幅值与照射到有源区的光密度相关联。

图 7?29 VCSEL的晶圆级测试

切换配置

如果探针卡能同时连接多个器件，那么就可以利用如图 7?30所示的系统，在探针卡每次连接到晶圆时同时测试所有的器件。

选择个体VCSEL进行测试，该VCSEL的相应继电器被闭合，并利用PD来检查光密度。源表首先进行必要的直流测试，例如正向偏压、反向击穿电压和漏流。然后强加足够的电流照射VCSEL，第二块2400测量PD增加的漏泄。在完成该项测试后，则选择下一个器件的切换通道。

根据测试规范的电流灵敏度要求，可利用2400或6517A测量PD。2400可用于测量大约10nA的电流，而6517A则能可靠测量小于10fA的电流。

7011型多路选通卡的偏移电流技术指标为100pA，可能会超过测试系统的允许误差。代之以7158型小电流扫描卡可把偏移值降低至1pA。注意，由于小电流开关卡仅有10个通道用于扫描，所以使用小电流开关卡将降低系统中可用通道的数量。

图 7?30 测试多个VCSEL

测试系统中的仪器是通过Trigger Link电缆（较新的Keithley仪器中采用的一种硬件握手总线）进行连接的。当源表和开关主机通过Trigger Link连接时，它们能够彼此触发，可更快地进行测试。利用这种内置的总线，大多数系统功能就无需PC的直接控制。Trigger Link有6根触发线，利用该触发总线可最多控制6台仪器。

Trigger Link有两种工作模式：同步和半同步。在同步模式下，输入和输出触发使用独立的触发线；而在半同步模式下，输入和输出触发采用相同的触发线。7001/7002型开关主机上有两个Trigger Link连接器。在2400型源表上有一个Trigger Link连接器，#1触发线出厂默认为输入触发，#2触发线为默认的输出触发。

如图 7?31所示，源表可在“源－延迟－测量”（SDM）周期的每一阶段的开始或末尾接收和发送触发。SDM周期表示打开源信号，执行一个可编程的延迟，然后进行测量。

图 7?31 源表输入/输出触发

对于这种应用，采用同步触发来控制以下的时间顺序：

通过前面板的按钮或发送到7001/7002的总线命令驱动一次扫描。

闭合7011开关卡上VCSEL #1和PD #1对应的通道。在经过延迟稳定时间后，输出触发通过#1线发送到两台2400型源表（SDM周期中的“源前”触发）。

源表开始其“源－延迟－测量”周期。第一台2400型源表向VSCEL #1输出一个正偏电流；第二台2400型源表向PD #1输出一个负偏电压。

经过可编程的延迟时间后，第二台2400型源表测量PD #1产生的漏流。在其测量阶段结束时，该源表通过 # 2线向开关主机发送一个输出触发（SDM周期的“测量后”触发）。

7001/7002开路所有通道，然后闭合VCSEL #2和PD #2相对应的通道，并触发源表仪器。

对所有的DUT执行以上步骤。当然，在每次测量后，探针必须连接到晶圆上的另一个器件，并且探测器定位于器件的上方。