核算和数据通信安排一向想要开掘数据速度和核算才干方面的最新效果。许多业界专家以为，芯片至芯片和片上光子技能将成为影响未来核算的最重要技能。硅光电技能比赛正在如火如荼地进行中，硬件制作商们很想共享这20多亿美元的大蛋糕。尽管支撑片上激光器的运用现已存在好多年了，但与制作、测验和校准有关的高额本钱阻止了硅光子运用的广泛遍及。
本文将介绍和比较在硅光电子范畴中运用的多种激光器技能，包含解理面、混合硅激光器和蚀刻面技能。咱们还会深入探讨用于各种技能的测验办法，研讨测验如安在推进本钱下降和促进硅光子技能广泛遍及的进程中发挥重要作用。
解理面激光器(Cleaved Facet Lasers)
图1显现了如何将依据磷化铟(InP)的半导体晶圆切开成晶条构成用于边发射激光器的反光镜。这些晶条一个接一个笔直堆叠在一起，然后在解理面上施加镜子涂覆层。在解理进程中将构成很多晶条，每根晶条上的每个激光器都需求经过测验来确认其功用。但是，晶条测验要求用手或机器操作这些易碎的半导体晶条，而且一般一次测一条。因而这个进程适当缓慢和贵重，而且仅限于室温测验，避免测验人员测一根晶条花费太长的时刻。在测验进程中操作易碎的晶条有必要十分当心和轻柔，不然晶条上的激光器很简单损坏。
图1：解理面和蚀刻面激光器的制作进程标明它们运用不同的工艺。
在经过晶条测验后，晶条被持续切开为单个独立的激光器芯片，然后经过有源办法与硅光子芯片进行校准。这个进程也很贵重，由于在校准进程中激光器芯片有必要加电和移动，直到有满足的光耦合进硅光子波导。这时，激光器芯片的方位需求永久地锁定在硅光子芯片上。由于对晶条上的激光器只做了室温测验，咱们依然不知道在作业规模内的极限温度时激光器是否具有可接受的功能。正由于这个不知道条件，附着了(Cleaved Facet Lasers)的硅光子芯片还有必要完结整个温度规模内的测验，这又要求额定的资源，并添加更多的本钱。
一种可能性是做全温度规模的晶条级测验，并发生具有已知合格裸片(KGD)的激光器芯片，但这种做法不只特别贵重，而且十分缓慢，由于激光器晶条只要少数器材，而且在测验进程中晶条需求放在冷和热两种极点温度下。
混合硅激光器(Hybrid silicon lasers)
混合硅激光器，比方Intel公司为硅光子运用开发和运用的产品，运用玻璃胶将InP晶圆和硅晶圆熔合在一起，而不是选用其它激光器技能中的“倒装芯片”办法。这种办法的长处是不需求校准，由于将InP附着到硅基之后的进一步加工处理成果便是硅激光器。缺陷是在与硅基集成之前没办法对InP晶圆进行测验，因而假如给定硅光子芯片上的InP是坏的，芯片只能被丢掉。
由于InP晶圆是被熔合到硅晶圆上的，因而这种办法需求的实践InP面积一般较大，基本上等于硅光子芯片的尺度。解理面和蚀刻面激光器在这方面就有优势了，由于只要激光腔及其绑定焊盘需求运用贵重的InP。但是，假如某种开宣布来的工艺答应在硅光子晶圆上放置来自InP晶圆的小芯片，那么所用的InP数量将有明显的削减。
蚀刻面激光器(Etched facet lasers)
如图1所示，蚀刻面技能(EFT)答应经过高精度光刻技能而不是不精确的、具有随意性的机械切开办法确认晶面。光刻答应腔体尺度和面的方位确认在0.1μm之内。其成果便是史无前例的一致性和良率，而且能够建立出传统技能无法建立的结构。选用蚀刻面技能后，构成的器材面具有特别高的精度，能够完成与硅基光子的低本钱、无源校准。有源校准的精度只需自动化工艺的本钱就能到达。
由于激光器能够在晶圆完好无缺的条件下完好构成(而解理面激光器的构成进程中有必要切开晶圆)，因而还能够履行晶圆级激光器测验。假定2英寸或3英寸晶圆上有几千或几万个激光器，那么依据硅光子运用要求，在晶圆级测验进程中将晶圆放至极点温度下进行测验将极具本钱效益。
别的一个优点是，蚀刻面激光器能够在分红单个芯片之前进行完好的制作和自动化测验。举例来说，运用针对蚀刻面激光器的室内定制测验设备，BinOptics能够为现已合格的硅光子运用供给依据InP的激光器。在硅光子运用要求的整个温度规模内，晶圆上的一切激光器都用自动化、高吞吐量的测验操作进行测验。
图2显现了用于测验蚀刻面激光器的自动化晶圆级测验站作业原理，图中显现了上面放有蚀刻面激光器的一个晶圆作业台。在远离晶圆台的方位有一面大的透镜，用于在晶圆上测验期间捕获蚀刻面激光器宣布的激光。在测验进程中，晶圆台会在x-y平面中移动晶圆，使待测器材和透镜的方位坚持不变。探针臂将探针带到晶圆外表，对激光器进行各种测验。
图2：透镜捕获来自待测蚀刻面激光器的光。晶圆探针对依然坐落晶圆之上的激光器进行光-电流-电压测验。
光-电流-电压(LIV)测验对一切激光器类型都是通用的。激光先由透镜搜集，然后导向检测器进行光强丈量。关于边发射型蚀刻面激光器来说，一般透镜只搜集一部分激光，因而实践光功率还要经过校准要素确认。能够在不同电流和温度下进行全谱测验，保证器材在整个作业温度规模内具有所希望的功能。在这个事例中，来自透镜的激光被导向光谱分析仪。终究，针对低温状况，测验设备中还要添加一个通明的小室，并在这个小室中充溢氮气，避免低温条件下在晶圆上构成冷凝水。
未来就在眼前
发挥出硅光子运用应有的巨大潜力有多种不同的办法，它们都有各自的优点和应战，取决于详细的运用。终究只要设法战胜本钱、良率和功能妨碍才干在这个新式职业中取得成功。供给已知合格芯片的激光器的才干将成为公司锋芒毕露的一个重要要素。
