一种光电测试模组及光电测试系统的制作方法

1.本实用新型属于半导体测试领域，尤其涉及一种光电测试模组及光电测试系统。


背景技术：

2.半导体制备过程中，在特定的制备阶段需要对半导体结构进行电性测试。比如，具有光电元件(比如光电二极管)的半导体产品，需要对其进行光电性能测试。为提高测试效率，通常在该具有光电元件的半导体产品被切分前所形成的晶圆阶段，对晶圆结构进行光电测试。目前，光电二极管包括背照式光电二极管和传统的前照式二极管。背照式二极管相比传统的前照式光电二极管具有贴装可靠性高，像素间距小、易于拼接，串扰小以及一致性好等优势。然而，对于具有这种背照式二极管的半导体产品所对应的晶圆进行测试，并不容易。


技术实现要素：

3.根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种光电测试模组，用于对具有背照式光电元件的晶圆进行测试，其包括基板、多个导电探针及多个电连接键；所述基板具有相对的正面和背面，所述基板的正面包括位于中部的探针区及位于所述探针区外围的电连接区；所述多个导电探针按照预设阵列排布于所述基板的所述探针区形成导电探针阵列，所述多个电连接键分散设于所述电连接区，且每一所述电连接键与一个导电探针电性连接。
4.在一些实施例中，所述基板的探针区的表面位于同一平面内。
5.在一些实施例中，所述探针区设有贯穿所述基板正面和背面的真空吸附孔。
6.在一些实施例中，所述探针区为与待测晶圆匹配的圆形区域。
7.在一些实施例中，所述探针区的尺寸与待测晶圆的尺寸相同。
8.在一些实施例中，所述基板为矩形基板，所述多个电连接键沿所述基板边缘按照预设位置排布。
9.在一些实施例中，所述探针顶端的中部内凹形成能够与待测晶圆的外连接键相配合的适配槽。
10.在一些实施例中，每一所述电连接键通过连接引线与对应的导电探针电性连接。
11.根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种光电测试系统，所述光电测试系统包括如上所述的光电测试模组。
12.在一些实施例中，所述光电测试系统还包括测试机；其中，所述测试机包括安装平台及光源，所述光电测试模组设于所述安装平台上，所述基板的背面朝向所述安装平台上，所述光源设于所述光电测试模组背离所述安装平台的一侧。
13.基于上述技术方案，上述光电测试模组通过在基板的探针区设置导电探针阵列，并在探针区外围的电连接区设置与导电探针电性连接的电连接键，该光电测试模组的结构简单，且方便对具有背照式光电元件的待测晶圆进行测试。
附图说明
14.图1为本实用新型一实施例提供的一种光电测试模组的俯视图；
15.图2为图1所示光电测试模组的剖视图；
16.图3为本实用新型的一实施例提供的待测晶圆与所述光电测试模组的配合示意图；
17.图4为本实用新型的一实施例提供的一背照式光电元件的剖视图；
18.图5为本实用新型的一实施例提供的待测晶圆与所述光电测试模组的配合的俯视示意图。
具体实施方式
19.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。
20.半导体制备过程中，在特定的制备阶段需要对半导体结构进行电性测试。比如，具有光电元件(比如光电二极管)的半导体产品，需要对其进行光电性能测试。为提高测试效率，通常在该具有光电元件的半导体产品被切分前所形成的晶圆阶段，对晶圆结构进行光电测试。目前，光电二极管包括背照式光电二极管和传统的前照式二极管。背照式二极管相比传统的前照式光电二极管具有贴装可靠性高，像素间距小、易于拼接，串扰小以及一致性好等优势。然而，对于具有这种背照式二极管的半导体产品所对应的晶圆进行测试，并不容易。
21.基于此，本技术提供一种光电测试模组，用于对具有背照式光电元件的晶圆进行测试，其包括基板、多个导电探针及多个电连接键；所述基板具有相对的正面和背面，所述基板的正面包括位于中部的探针区及位于所述探针区外围的电连接区；所述多个导电探针按照预设阵列排布于所述基板的所述探针区形成导电探针阵列，所述多个电连接键分散设于所述电连接区，且每一所述电连接键与一个导电探针电性连接。该光电测试模组的结构简单，且方便对具有背照式光电元件(比如背照式光电二极管)的待测晶圆进行测试。
22.下面参考附图1-图5详细描述本实用新型的各实施方式。
23.请参照图1，并在必要时结合图2至图4所示，该光电测试模组100包括基板101、多个导电探针102及多个电连接键103。基板101具有相对的正面1001和背面1002。基板101的正面1001包括位于中部的探针区s1及位于探针区s1外围的电连接区s2。多个导电探针102按照预设阵列排布于基板101的探针区s1形成导电探针阵列，多个电连接键103分散设于电连接区s2，且每一电连接键103与一个导电探针102电性连接。
24.这里所说的光电测试模组100可用于对具有背照式光电元件(比如背照式光电二极管20)的晶圆200(也可称为待测晶圆200)进行测试。
25.该待测晶圆200具有阵列排布的多个背照式光电二极管20。请结合图4所示，光电二极管20具有相对的正面202和背面201。该光电二极管20设置有自正面202外露的第一外连接键24和第二外连接键25。其背面201作为入光侧，光源自光电二极管20的背面201入射，该光电二极管20工作。光电二极管20具体包括半导体衬底21、第一型掺杂区22、第二型掺杂
区23及第一外连接键24和第二外连接键25。其中，第二型掺杂区23设于半导体衬底21中，并可自半导体衬底21背离光电二极管20背面201的一侧外露。该第二型掺杂区23可作为该光电二极管20的感光区。第一型掺杂区22可设于第二型掺杂区23的外围，并可自半导体衬底21背离光电二极管20背面201的一侧外露。第一外连接键24与第一型掺杂区22电性连接。第二外连接键25与第二型掺杂区23电性连接。
26.这里所说的半导体衬底的材料及第一型掺杂区22可为n型材料。第一型掺杂区22的n型材料掺杂浓度高于n型衬底中的n型材料掺杂浓度。第二型掺杂区23的材料为p型材料。第一型掺杂区22、第二型掺杂区23均可通过注入扩散的方式形成。相应地，第一外连接键24可作为阴极，第二外连接键25作为阳极。
27.待测晶圆200具有相对的晶圆正面2002和晶圆背面2001。其中，晶圆正面2002对应光电二极管20的正面202，晶圆背面2001对应光电二极管20的背面201。
28.这里所说的导电探针102可以为具有导电性能的金属导体，用以对晶圆200进行光电测试时接触晶圆200上对应位置的第一外连接键24或第二外连接键25。这里的电性连接键103可以理解为引脚结构。
29.这里的光电测试模组100在对待测晶圆200进行测试时，待测晶圆200放置于光电测试模组100的探针区s1的上方，其多个外接键(第一外连接键24或第二外连接键25)分别对应不同导电探针102设置并与相对的导电探针102接触。
30.在一些实施例中，基板101的探针区s1的表面位于同一平面内，如此可使得探针区s1的表面具有高平整度，使得探针区s1内形成探针阵列的多个探针102的高度能够较好地保持一致，从而使得探针阵列能够很好地与晶圆的各外连接键实现较好的接触，有助于提高测试的准确性，且使得位于探针阵列上方的待测晶圆200能够获得较为平均的支撑力，有效避免晶圆由于受到探针阵列局部较大的支撑力而造成的损伤。
31.进一步，在一些实施例中，探针区s1设有贯穿基板101正面1001和背面1002的真空吸附孔1011。该真空吸附孔1011具体可设于探针区s1处多个探针102间隔的区域，以便使得待测晶圆200与光电测试模组100紧密贴合实现良好的电性连接，提高光电测试的准确性。
32.进一步，在一些实施例中，探针区s1为与待测晶圆200匹配的圆形区域。
33.具体的，在一些实施例中，探针区s1的尺寸与待测晶圆200的尺寸相同，结合图5所示，待测晶圆200设于光电测试模组100上时，可刚好覆盖探针区s1，使得待测晶圆200与光电测试模组100一次性对位贴合即可完成待测晶圆200上所有待测元器件的光电性能测试，无需多次重复步进移动对位，能够有效提高光电测试效率。
34.当然，该探针区也可为能够与待测晶圆匹配的其他形状，比如椭圆形区域，矩形区域等。
35.在一些实施例中，基板101为矩形基板，多个电连接键沿基板101边缘按照预设位置排布。这里所说的基板101为矩形基板，可以理解为基板101的正面1001及与该正面1001平行的截面为矩形表面。这里，将基板101设置为矩形基板，能够提供更多空间用于排布电性连接键103，便于电性连接键103的设置，也有利于增加设置电性连接键103的个数。
36.这里的基板101具体可以为正方形或者长和宽不同的矩形。当然基板还可以为其他形状，比如圆形。
37.在一些实施例中，待测晶圆200的外连接键(包括第一外连接键24和第二外连接键
25)为中部外凸的导电结构，比如锡球。相应地，探针102顶端的中部内凹形成能够与待测晶圆200的外连接键相配合的适配槽1021。该适配槽1021的形状与待测晶圆200的外连接键的外端形状适配。以待测晶圆200的外连接键为锡球为例，适配槽1021的内壁面可为对应的一部分球面。
38.这种将探针102顶端设置有能够与待测晶圆200的外连接键的外端配合的适配槽的设置方式，有利于提高探针102与待测晶圆200的外连接键的接触面积，使得探针102能够与待测晶圆200的外连接键更好地电性接触，有利于提高测试的准确性。
39.当然，在其它一些实施例中，待测晶圆200的外连接键其外端还可以为其它形状，探针的顶端也可形成其它能够与外连接键外端适配的形状，本技术对此不做限定，可根据具体情况进行设置。
40.进一步，每一电连接键103通过连接引线104与对应的导电探针102电性连接。具体地，连接引线104的外端可与电连接键103连接，内端与导电探针102的底部或者下半部连接。图1仅示意出多条连接不同电连接键103和导电探针102的连接引线104，其对于连接引线104的具体排布方式不做限定，连接引线104可根据具体情况进行排布走线。
41.本技术另提供一种光电测试系统。所述光电测试系统包括如上所述的光电测试模组100。
42.所述光电测试系统还包括测试机。其中，所述测试机包括安装平台、测试模块及光源。所述光电测试模组设于所述安装平台上，基板101的背面朝向所述安装平台上，所述光源设于光电测试模组100背离所述安装平台的一侧。待测晶圆200设于光电测试模组100的探针区s1上方，所述光源能够自待测晶圆200背离光电测试模组100的一侧向待测晶圆200提供光线(比如图3中所示的平行光300)。测试模块具有多个连接端，这多个连接端可分别与不同的电连接键103连接，以对待测晶圆200进行光电测试。
43.这里所测试的待测晶圆200具有阵列排布的多个背照式光电二极管20。待测晶圆200的外连接键(第一外连接键24和第二外连接键25)位于待测晶圆200的正面，光源设置于待测晶圆200的背面2001所在的一侧，使得光源可直接射向整个待测晶圆200的背面2001，使得整个光电测试系统结构的设置较为简单，且方便测试操作的进行。
44.进一步，该光电测试系统还可包括抽真空装置。该抽真空装置可以自基板101的背面1002的一侧与真空吸附孔1011连通，以对基板101正面1001与待测晶圆之间的空间进行抽真空。
45.本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。