JPH07508097A - 高速，高インピーダンス外部光電導型サンプリングプローブ／パルサー - 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】 高速、高インピーダンス外部光電導型サンプリングプローブ／パルサー政府権利 この発明はＡ　Ｆ　Ｓ　Ｃ−Ｒｏｍｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、契約書番号Ｆ１ ９６２８−９０−に−ＯＯｌ　５　；　ＵＳ　Ａｒ５ｙ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　０ ｆｆｉｃｅ　（米国陸軍研究所）、契約書番号ＤＡＡＬ　０３−８９−に−００ ７１；そしてＵＳ　Ａｉｒ　Ｆｏｒｃｅ　０ｆｆｉｃｅ　ｏｆ　５ｃｉｅｎｔｉ ｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ−ＵＲＩ　（米国海軍科学研究所）、契約書番号９０− ０２１４とにより与えられた契約の下で行われた。米国政府は本発明の特定の権 利を有する。

背景技術 本発明は一般的に電子または光電子装置またはシステムからの電子信号を測定す るためのシステムに、そして特に、測定されるべき信号を受け取る接触電極を有 する電極構造、そして金属／半導体／金属光電導性ゲートを形成する櫛形電極構 造、そして出力電極とに関する。

試験されるべき回路の一ケ所以上の部分と直接的に導通できる、集積回路などの 、そして特に非常に大規模な集積（ＶＬＳＩ）システム内での内部ノード試験を 容易にするための装置に対するニーズがある。そのようなノード試験は、ＶＬＳ ｌシステムは回路構成要素密度が増加し、間もなく０．１μｍに近い電極寸法と なるので、益々難しくなる仕様に添う必要がある。更に、そのようＶＬＳＩシス テムは間もなく　５０ｐｓ程度かそれ以下の非常に高速で動作するようになるだ ろう。既知の測定システムは、少なくともこれらの両方の基準に同時に到達する マグニチュードまでに、不十分となる。

ＶＬＳ　Ｉシステム内の特定ノードとの導通を達成ことに加えて、有意義な測定 を達成するのに必要な高ゲート速度を達成することは、測定システムが幾つかの 意味において非妨害であることが不可欠である。第一に、測定システムは、集積 回路の構成要素の負荷を生成しないように高いインピーダンスを持つべきである 。そのような電気的負荷は試験中の回路を妨害する。それにより得られる結果は 回路の動作を表す、更に、高密度システムは非常に小電流で動作するので、試験 中の回路に危険をもまた及ぼす。更に、測定システムは機械的に集積回路を妨害 しないことが不可欠である。集積回路の内部機械的構造、特にＶＬＳ　Ｉ　７ス テムは非常に小さく、壊れ易いことは良く知られている。

集積回路内の信号を測定するシステムは、前述に加えて、ＤＣオフセットを含む 、絶対電圧測定を生成する。この様に、集積回路内の電気的活動の本当の表現が 達成される。そのような測定は更に近接電極構成からのノイズからも自由である べきである。

温度に関して、上昇、変動する周辺温度と圧力で機能できる７ステムへの要請が ある。しばしば、温度上昇は試験中の回路により生成される、故に測定システム それ自体はそのような温度に敏感でないことは避けられない。

先行技術の装置は十分な感度を達成できなかった。そのような感度はＩＭＨｚの 反復速度でｌμＶ／γＨｚＰｉ度であるのが望ましい。更に、測定／ステムは少 なくとも５００μｍ四方の試験中の回路の視界で変換可能であるべきである。

現在、利用できる測定システムは、バシベーン１ン層における接合パッドやスル ーホールを探ることが出来ない。多層回路の中間回路層を探ることが出来るシス テムは現在の科学水準においても存在しない。

故に、回路を電気的にあまり妨害しないでＶＬＳ１回路内の信号を測定できる装 置を提供することがこの発明の目的である。

試験中の回路を機械的にあまり妨害しないで集積回路内の信号を測定するための システムを提供することが本発明の目的である。

近接電極構造からのノイズに動じないで集積回路内の信号を測定するためのシス テムを提供することが本発明の追加的目的である。

ＶＬＳ　１回路内の信号の反復的測定を提供し、そして周辺温度と圧力との変動 に動じない／ステムを提供することが本発明の更なる目的である。

ＩＭＨｚの反復速度で約１μ■／γＨｚ程度の感度を達成する信号測定システム を提供することが本発明の池の目的である。

少なくとも約５００μｍ四方の視界で試験できる集積回路測定及び試験装置を提 供することが本発明の追加的目的である。

パシベー／＝１ン層における接合パッドやスルーホールを探ることが出来る集積 回路内の信号を測定するためのシステムを提供することが本発明の他の目的であ る。

中間回路層を探ることが出来る集積回路測定システムを提供することが本発明の 更なる目的である。

襦数の、同時測定が出来る集積回路内の信号を測定するためのシステムを提供す ることが本発明の更なる目的である。

ＶＬＳ　Ｉシステムの所定部分と導通させるためのＶＬＳＩシステム上のプロー ブの制御変換を生成するための装置を提供することが本発明の他の追加的目的で ある。

単一のプローブチップを用いてパルサー及びサンプラーの機能を達成するシステ ムを提供することが本発明の更なる目的である。

約１００ＭＨｚより高い周波数でのサンプリングを達成するシステムを提供する ことが本発明の追加的目的である。

約１００ＭＨｚより高い周波数でのパルス発生を達成するシステムを提供するこ とが本発明の他の目的である。

発明の要約 前述、及び他の目的は、高速電気信号の測定を受ける試験中の装置との高インピ ーダンス電気的導通を達成するためのプローブを提供する本発明により達成され る。その独創的プローブは試験中の装置と電気的に導通させるための接触電極を 備えている。入／出力電極は試験中の装置からの高速電気信号を選択的に受けた り、発生したりするために提供される。光電導性ゲートは入／出力電極と接触電 極間の電気的導通を制御するためにそれらの間に結合される。光電導性ゲートは 光信号に応答的であり、そして高抵抗率半導体材料のゲート層上の櫛形構造の金 属／半導体／金属装置として形成される。半導体材料は１０ｐｓより短いキャリ アライフタイムと約１０ｐｓより短いキャリア寿命を有する光学ゲートパルスの 吸収をもたらすのに十分に狭いバンドギヤツブとを有する、それにより光電導性 となる。

本発明の特定の実例となる形態においては、接触電極は約０．１ｍｍより低い高 さとなるように形成される。接触電極は、その選択可能部分との電気的導通を容 易に出来るように、光電導性ゲートと統合的に形成され、そして試験中の装置に 関して移動可能となるように配置されるのが望ましい。

接触電極は電気的に伝導性の材料から形成され、そして試験中の装置との電気的 導通を容易に出来るように突き出て配置されたブローブチ１ブを備えている。

ある形態においては、プローブチップは、約３．５μｍの高さと約１μｍよりも 小さいチップ半径の円錐形を有するように構成される。

上述のように光電導性ゲートは櫛形電極から形成される、そのような電極は１μ ｍＰｉ［ｆの間隔と巾を有する。ある形態においては、光電導性ゲートは光信号 を受けるための半導体材料から形成される透明層上に配置される。

透明層は光信号に対して透明となるのに十分に広いバンドギャップ特性を有する 。ゲート層はブローブチノブ手段と透明層との中間に配置される、そのゲート層 は高電子移動度を特徴とする半導体材料から形成され、そして約０．５がら１． ５μｍまでの範囲の厚みを有する。ゲート層は光信号の吸収をもたらして、光電 導性を生成するのに十分に狭いバンドギャップ特性を有する。透明層は、ある形 態においては、Ａ　Ｉ　ＧａＡｓから形成され、そして望ましくは低温で成長す るＧａＡｓ　（ＬＴ　ＧａＡｓ）から形成される。

その透明層はＬＴ　ＧａＡｓから形成されるゲート層と供に、ＩｎＰまたはＧａ Ａｓから形成されても良い。他の形態においては、透明層はサファイヤがら形成 され、そしてゲート層はイオン注入ｓ１から形成される。択一的に、透明層はガ ラス、サファイヤ、または他の透明材料から形成される、そしてゲート層は多結 晶組織のＧａＡｓ％　ｒｎＧａＡｓ、Ｓ　ｉ、またはＧｅがら形成される。更に 、透明層はＡｌＧａＡｓから形成されても良い。

プローブ装置の構造は透明ｉ化層を蒸着させることにより強化されても良い。

この層はＡＩ、Ｏ，から形成されても良い。

入／出力電極の保護は電気的干渉を低減する保護システムで行われる。そのよう な保護システムは、入／出力電極の一方に配置された下面被覆層、入／出力電極 の他方に配置された上面被覆層、そして電気的保護を形成するための上面被覆層 上に配置された金属層とを含むかも知れない。本発明のある形態においては、下 面被覆と上面被覆の層はＡＩ、Ｏ，から形成される。

本発明のある形態においては、入／出力電極は同軸ケーブルの中心伝導体である かも知れない。更に、接触電極を基１！電極に結合する集積低パスフィルターが 提供されても良い。入／出力電極は更に電荷を蓄電するためのコンデンサーに結 合されていても良い。そのコンデンサーは入／出力電極と統合的に形成され、そ しである形態においては、入／出力電極に結合されるバンドパスフィルターが更 に提供される。

本発明の更なる局面によれば、プローブ／ステムが試験中の装置との高周波電気 の導通を達成するために提供される。そのプローブ／ステムは試験中の装置に電 気的に接触させるためのブローブチ１ブを含む、そのプローブチップは１μｍよ り小さな半径を有する。端子はブローブチ１ブと電気的に導通させるために提供 される、そしてサブミクロンのゲート素子から形成される光電導性ゲートはプロ ーブチップと端子間に配置され、光信号に応じてそれらの間の伝導性を制御する 。

約３．５μｍの高さを有するように形成されるプローブチップは、蒸着された金 属から形成される。

本発明の局面のパルサー／サンプラー・プローブシステムによれば、高周波エネ ルギー容量を有する電気的パルスは試験中の装置に送られ、そして電気エネルギ ーは試験中の装置から得られる。その／ステムは試験中の装置に電気的に接触す るブローブチ１ブを備えている、そのプローブチップはサブミクロンのチップ半 径を有する。プローブチップ電極手段はプローブタイムと電気的に導通するよう に配置される。入力電極手段は人力電気信号を受ける、そしてサブミクロンゲー ト素子から形成され、そしてプローブチップと入力電極間に配置された入刃先応 答性ゲートは第一光信号に応じてそれらの間の電導性を制御する。出力電極はプ ローブチップからの出力電気信号を受けるために提供される。

ある形態においては、パルサー／サンプラー・プローブ／ステムがサブミクロン ゲート素子から形成され、そしてプローブチップと出力電極間の電導性を制御す るためにその間に配置された出力光応答性ゲートを備えている。第一光信号は周 波数ｆ１により特徴付けられ、そして第二光信号は第二周波数ｆ、により特徴付 けられる。ロックイン増幅器が提供され、そして第−及び第二周波数間の差（ｒ ｔ　ｒＩ）に応答するように配置される。コンデンサーは、人力光応答性ゲート により切り替えられるべく電荷を蓄電するための入力電極に提供される。追加的 に、終端電極は、ある形態においては、プローブチップにおいて所定インピーダ ンスを提供するためのプローブチップ電極に結合されても良い。

図面の簡単な説明 本発明の理解は、添付の図と供に以下の詳細な説明を読むことにより容易となる 。

図１は試験中の装置と導通して示された本発明の原則に従って構成されたプロー ブシステムの側面図であり、そして更にその挿入内に櫛形の電極構造の略図を示 す： 図２は本発明の原則に従って構成されたパルサーシステムの略図であり、そして 櫛形電極構造、集積低パスフィルター、そして集積コンデンサ間の関係を示す； 図３は本発明に従って構成されたＧａＡｓベースのピコ秒のパルサー／サンプラ ー・プローブの底面を表す； 図４はパルサー機能を達成するために櫛形構造に送られた結合光信号を更に示す 図２の形態の略図である；そして 図５は、プローブシステムが変換を達成するために圧電材料を用いてサブミクロ ンの走査イメージ配置を正確に参照出来るような方法を例示する略図である。

発明の詳細な説明 本発明は、伝統的見地に反して、光電導性型検出器の応答時間は、電極間隔が低 減されると強化されるという認識にある程度根拠を置く。この改良は検出器応答 で数ピコ秒に達し、そしてＬＴ−ＧａＡｓなどの高速回復半導体を用いる時を除 いて容易には観察されない。高速材料を必要とすることに加えて、応答時間の変 化を観察するためのサブピコ秒の測定技術が必要である。光電導性型検出器をそ の最高感度で操作するためには、直流降伏点に近いバイアス電圧を必要とする。

十分に高い電界においては、その応答度は通常の光ダイオードのものに達するこ とが出来る。本検出器に対しては、半導体の固有キャリア寿命が全光学反射測定 技術を用いて０．５−１．０ｐｓとなるように決定された。それで、次の設計公 式が適用された： １、＝光銹導電流　ｈｖ＝光エネルギーｑ＝電荷　μ。＝電子移動度 ｎ＝量子効率　τ＝キャリア＃Ｐ命 Ｐ　ｃ＋ｅｔ＝入射光力　Ｅ＝電界Ｌ し電極間隔 それは、キャリア通過時間を先に測定したキャリアノを命と一致させることによ り、光電導性型検出器の感度が理想的ダイオードのものに達することが出来るこ とを述べている。ｌｐｓのキャリア通過時間は満足すべきこの条件に対して１０ ０ｎｍ程度の電極間隔を必要とするだろう。

電極間隔＞５００ｎｍでは、非安定状態電荷輸送の体制が達成される。その場合 、ＧａＡｓの場合に対して、電子速度μｍは〜１０’ｃｍ／ｓの通常の安定状態 飽和値ではないが、代りに２−３ｘｌＯ’ｃｍ／ｓ　程度となる。これは、２０ ０ｎｍの電子間隔が光ダイオード並の感度（応答度〜ｏ、ｓＡ／Ｗ）を達成する のに十分であろうことを意味する。

２００ｎｍの電極間隔において、直流１０Ｖのバイアス電圧が降伏せずに適用さ れた。これは５００ＫＶ／ｃｍに相当し、そして尚も半導体ベースの金属／半導 体／金属（ＭＳＭ）構造に適用される最高電界である。この電界強度において、 ０．１Ａ／Ｗの応答性が、表面での光学的反射により生じる損失を考慮すること なく、実験的に測定された。電気光学サンプリング技術を用いて、検出器に対す る崩壊時間は、たとえ最高でも、全てのバイアス電圧設定において速かった。こ れは驚（べき結果であった。

１１０００ｎの電極間隔を有する同材料は、Ｅ電界が５０から２００ＫＶ／ｃｍ に増加されると崩壊時間の増加を示した。より高い感度がより大きな、１００１ ０００ｎ極間隔の検出器から得られるといえども、それはまた検出器応答におけ る付随的損失となるだろう。等式ｌから、不変光電流利得を達成するために、キ ャリア寿命γ＝１　ｐｓ、そして移動度μ、＝ｌＯＯｃｍ’／Ｖｓに対して、Ｅ ／Ｌ−１０”Ｖ／ｃｍ’の値を必要とすることを決定できる。Ｌ−１０００ｎｍ （１０−’Ｃｍ）の電極間隔に対して、所要Ｅ電界は−ｌＯ“Ｖ　／　ｃ　ｍで ある。この電極間隔において、ＥＭ界がｌＯ″Ｖ　／　ｃ　ｍ以上であった時に 応答時間の広がりが観察された。但し、−２００ｎ　ｍに低減された電極間隔で は、不変光電流利得を達成するために必要とされるＥ電界は一２ｘｌＯ’Ｖ／ｃ ｍである。この電極間隔において、たとえＥ電界が５ｘｌＯ”Ｖ／ｃｍとなって も、その応答への何の効率低下も観察されなかった。故に、２００ｎｍに電極間 隔を低減すると、はとんど不変の充電流利得を達成すると同時に、応答時間を１ ゜２ｐｓに維持する。

図１は本発明に従って構成された先応答性ブローブンステム上立９側面図である 。この図に示されるように、ブローブンステム上止は図１の挿入部で詳細に示さ れる櫛形構造の光応答性ゲート１２を備えている。その光応答性ゲート装置は、 これと同日に出願され、上記と同一と見なされる関連特許出願書で詳細に説明さ れる。

光応答性ゲート１２は、プローブチップ１６がその上に蒸着される電極１１と、 この形態においては、ロックイン増幅器１５に電気的に結合される電極１３との 間に配置される。光応答性ゲート！２と同じように電極１１と１３は、レンズ１ ９を通じて光応答性ゲート１２の下面に送られる光パルス１４など、入射光に応 じて光キャリアの発生を促すバンドギャップ特性を有するアクティブである半導 体材料１８の層上に配置される。光パルス１４の光は半導体材料の透明層１７を 通じて伝播される。故に、この光パルスは光応答性ゲート１２のオン／オフ状態 を制御する、故に電極１３とブローブチ７１１６間の電気的導通も制御すること となる。

高感度光検出器の役目を果たすことに加えて、この装置は電気的／４ルス発生ま たはゲート操作のための高効率スイフチとしても使用可能である。実験的測定は 、適量の光、即ち同士ものｐＪで、応答の僅かな広がりだけて、即ち１．２から １．５ｐＳで、本発明の光応答性ゲートは１０’Ωから約１０Ωまで駆動可能で あることを示した。故に、同スイッチは、Ｏ，ＩＡ／Ｗの応答度を有する高感度 光検出器、或はより高い光レベルで、高効率１ｅルス発生器またはゲートの（イ れかとして二ｍのモードで機能できる。パルス発生モードにおいて、１３ｖのピ ーク電気信号は、＞１０％の光／電力変換率に相当する、２１ｐＪ／Ｉ’ルスを 用いて９０Ωに発生されている。

図２は本発明の原則に従って構成された）（ルサーンステムの略図である、モし てｗ６斤３の電極構成、集積紙バスフィルター、そして集積コンデンサーとの間 の関停を示す。図１に関して上述されたこれらに類似する構成の要素は同様に指 定される。この図は、蓄電コンデンサー２１を通してＩ＜イアスミ極！３に電気 的？こ結合されるワイヤー接合パフド２３の影の基準電極を示す。プローブチッ プ（図示されない）がその上に配置される電極１１ちまた、低Ｉ（スフイルター ２０を通じてワイヤー接合パ１ド２３に結合される。低Ｉ（スフイルター２０は 櫛形構造の光応答性ゲート＋２と統合的に形成される。コンデンサー２１は統合 的にも形成され、そして１０ｐＦより小さい値を有する。このコンデンサーは、 光応答性ゲートを通じて電極１とプローブチップにパルスとして結合される光応 答性ゲート藝こ電荷を供給する。そのような結合は、図１に関して上述されたよ うに入射光を受けたときに応答的となる。

低バスフィルター２２は更に遠くのワイヤー接合〕＜１ド２５に導かれる直流電 圧を受け取る。ワイヤー接合バッド２５は電極１３に電気的に結合され、本発明 のこの形態において、それはバイアス電極として機能する。本発明の実際の形態 においては、０．２ｐｍの櫛形間隔を有する原型の櫛形構造は示されるように製 作されて、ｌ０Ｖｄｃ程度のバイアスをホールドオフする。これ１１５００ＫＶ ／ａｍに相当し、半導体ベースの金属／半導体／金属（Ｍ　Ｓ　Ｍ）構造に尚も 適用される最高電界である。

図３はＧａＡｓベースのピコ秒パルサー／サンプラー・プローブ１止から成る本 発明の特定例の形態の底面図である。プローブ１止は、光誘引キャリアを発生す ることが出来る光応答性層３２がその上に蒸着された透明基板３１上に形成され る。

電極３３と３４は光応答性ゲート３７と３８の各々を通じてプローブチップに結 合される。光応答性ゲートは、プローブチップがその上に配置された接触電極３ ９に各々結合される。

前述に加えて、伝導体が接触ｍ！＋！３９を接合パッド４１に結合させる。接合 パッド４１と伝導体４０とのこの配置はシステムインピーダンスの決定を容易に する直流終端抵抗を与えるために使用できる。

動作時において、電極３３は、試験中（図示されない）の装置に送るためのパル スをブローブチ１プ３６に提供する入力電極として機能するかも知れない。その ような配置において、光応答性ゲート３７は図２に関して上述されたように、蓄 電コンデンサーを備えているかも知れない。光応答性ゲート３８は出力電極の役 目を果たす電極３４に結合するサンプリングスイッチとして機能するかも知れな い。この電極は低イノピーダンスロックイン増幅器（ここでは図示されない）に 設置されるかも知れない。

図３の構成の更に可能な動作モードにおいては、電極３３は光応答性ゲート３７ を通じて電気的に導通する入力またはバイアス電極として機能するかも知れない 。この光応答性ゲートは周波数ｆ、で光学的に変調される。電極３４は出力電極 の役目を果たし、そしてその関連光応答性ゲートは周波数ｆ、でサンプリングス イッチとして変調される。それで、ロックイン増幅器（図示されない）はｆ　、 　−ｆ　、の周波数に同調される。

図４は／ステム状況における図２の配置の動作を例示する略図である。周波数コ ントローラー５０は、例示的にプリズムの形で、光学的遅延５２を受けるそのパ ルス出力においてパルス列ｆＩを発する。　その周波数コントローラーは更なる パルス出力において周波数ｆ、における連続パルスを更に生成する。両出力１、 と【、は、各々の光学チｗｙパー５４と５５を制御する。光学チＷ１バー５４は その出力に、この形態では、周波数ｆ、において断続された光学、＜バスの１０ ０ＭＨｚパルス列を生成する。光学チョッパー５５は、この形態では、周波数ｆ 、において断続された光学パルスの１００ＭＨｚゲート列を生成する。光学チＷ 　ツバ−の出力はスプリッタ／コンバイナー５７で結合され、それはこの形態に おいては、偏光型の５０−５０ビームスプリフタである。成分子、とｆ、とを有 する結合された出力は光学フィルター６０を通じてレンズ１９に導かれる。結合 された光信号は光応答性ゲート１２に指向され、前述のように、電極１３とプロ ーブチップ（図示されない）がその上に配置される電極１１との中間に電気的に 配置される。

周波数コントローラー５０は出力６１において、周波数ｆ、とｆ、間の差に応答 的である信号を生成する。この信号は、ｆ　、　−ｆ　、の近辺の狭周波数帯域 でのみ増幅するように同調されるロックイン増幅器６５に導かれる。

ロックイン増幅器６５はディスプレーシステム６７に指向される出力信号を生成 する。故に、そのディスプレーシステムは、ｆ、で断続された光学パルスの、ｃ ルス列と結合された周波数ｆ、で断続された光学パルスのパルス列にさらされる 時に試験中の装置の応答を示す視覚的表示を提供する。

図５は圧電バイモルファス材料がＺ方向の運動を引き起こすために採用できる方 法を例示する略図である。図５は装置り止を示す、ここで走査トンネル顕微鏡ま たは原子力顕微鏡であっても良い、顕微鏡７１が上述のように構成された、光応 答性プローブ７３との共通支持７２上に設置される。顕微鏡７１とプローブ７３ とは２方向において互いに関して独立した変換を容易にする各々の圧電素子７５ と７６上に各々設置される。

本発明は特定の形態と用途に関して説明されたが、当業者は、この教示を考慮し て、請求された発明の精神から逸脱してその範囲を超えることなく追加的形態を 生み出すことが出来る。故に、この開示における図と説明とは本発明の理解を容 易にするために提供され、そしてその範囲を制限するように解釈されるべきでな いことは理解されるべきである。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．高速電気信号の測定を受ける試験中の装置との高インピーダンス電気的導通 を達成するためのプローブ、前記プローブにおいて：試験中の装置に電気的に接 触する接触電極手段；高速電気信号を選択的に受けたり、生成したりする入／出 力電極手段；そして光信号に応じて前記入／出力電極手段と前記接触電極手段と の間の電気的導通を制御するための前記人／出力電極手段と前記接触電極手段と の間に結合された光応答性ゲート手段、前記光応答性ゲート手段は光電導性とな るように約１０ｐｓよりも短いキャリア寿命と約１０ｐｓよりも短い持続期間を 有する光学ゲートパルスからの吸収をもたらすのに十分に狭いバンドギャップと を有する高抵抗率の半導体材料のゲート層上の金属／半導体／金属の櫛形構造の 電極として形成されることを特徴とする。
2. ２．前記接触電極手段は約０．１ｍｍよりも低い高さとなるように作られること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
3. ３．前記接触電極手段は前記光電導性ゲート手段と統合的に形成されることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
4. ４．前記接触手段は試験中の装置の選択可能部分と電気的に接触するたりに、装 置に関して移動可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ 。
5. ５．前記接触電極手段は電気的伝導性材料から形成され、そして試験中の装置と の電気的接触を容易にできるように突き出すように配置されたプローブチップを 含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
6. ６．前記プローブチップ手段は、約３．５μｍの高さと約１μｍより小さいチッ プ半径とを有する円錐形となるように作られることを特徴とする請求の範囲第５ 項に記載のプローブ。
7. ７．前記光電導性ゲート手段は１μｍ程度の間隔と巾とを有する櫛形構造の電極 から形成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
8. ８．光信号を受けるための半導体材料から形成された透明層、前記透明層は前記 光信号に対して透明であるのに十分に広いバンドギャップ特性を有する；そして 前記プローブチップ手段と前記透明層との中間に配置されたゲート層、前記ゲー ト層は高電子移動度と約０．５から１．５μｍまでの間の厚みを有することを特 徴とする半導体材料から形成される、前記ゲート層は前記光信号の吸収をもたら し、そして光電導性を生成するのに十分に狭いバンドギャップ特性を有すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
9. ９．前記透明層はＡＩＧａＡｓ、ＩｎＰ、サファイヤ、またはガラスから形成さ れることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のプローブ。
10. １０．前記ゲート層は低温で成長したＧａＡｓ、イオン注入したＳｉ、多結晶組 織のＧａＡｓ、ＩｎＧ８Ａｓ、Ｓｉ、またはＧｅから形成されることを特徴とす る請求の範囲第８項に記載のプローブ。
11. １１．プローブを強化するための蒸着したＡＩ２Ｏ３の透明層が更に提供される ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のプローブ。
12. １２．前記入／出力電極手段は電気的干渉を低減するための保護システムを備え ている、前記保護システムにおいて：ＡＩ２Ｏ３から形成され、前記人／出力電 極の第一面上に配置された下面被覆層； ＡＩ２Ｏ３から形成され、前記入／出力電極の第二面上に配置された上面被覆層 ； 電気的保護を形成するための前記上面被覆層上に配置された金属層とを含むこと を特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
13. １３．前記入／出力電極手段は同軸ケーブルの中心伝導体を含むことを特徴とす る請求の範囲第１２項に記載のプローブ。
14. １４．前記接触電極を基準電極に結合するための集積低パスフィルター手段を更 に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
15. １５．前記櫛形構造電極は約１μｍより小さい櫛形間隔を有することを特徴とす る請求の範囲第１項に記載のプローブ。
16. １６．電荷を蓄電するための前記人／出力電極手段に結合されたコンデンサー手 段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプローブ。
17. １７．試験中の装置との高周波電気的導通を達成するためのプローブシステム、 前記プローブシステムにおいて： 試験中の装置に電気的に接触するためのプローブチップ手段、前記プローブチッ プ手段は１μｍより小さいチップ半径を有する；前記プローブチップ手段と電気 的に導通させるための端子手段；そしてサブミクロンのゲート素子から形成され た光応答性ゲート、前記光応答性ゲート手段は光信号に応じて前記プローブチッ プ手段と前記端子手段との間の電気的伝導性を制御するために前記プローブチッ プ手段と前記端子手段との間に配置されることを特徴とする。
18. １８．前記光応答性ゲート手段は１００ｃｍ２／Ｖｓ程度またはそれ以上の電子 移動度特性を特徴とする半導体材料の層上に形成されることを特徴とする請求の 範囲第１７項に記載のプローブシステム。
19. １９．高周波エネルギー容量を有する電気的パルスを試験中の装置に送り、そし て試験中の装置から電気的エネルギーを受けるためのパルサー／サンプラー・プ ローブシステム、前記パルサー／サンブラープローブシステムにおいて：試験中 の装置に電気的に接触するためのプローブチップ手段、前記プローブチップはサ ブミクロンのチップ半径を有する；前記プローブチップ手段と電気的に導通させ るためのプローブチッブ電極手段： 入力電気信号を受けるための入力電極手段；サブミクロンのゲート素子から形成 され、そして第一光信号に応じて前記プローブチップ電極手段と前記入力電極手 段との間の電気的伝導性を制御するための前記プローブチップ電極手段と前記入 力電極手段との間に配置された入力光応答性ゲート手段；そして 前記プローブチップ電極手段から出力電気信号を受けるための出力電極手段を含 むことを特徴とする。
20. ２０．前記第一光信号は第一周波数（ｆ１）を特徴とし、そして前記第二光信号 は第二周波数（ｆ２）を特徴とする、第一及び第二周波数間の差（ｆ２−ｆ１） に相当する周波数を特徴とする信号に応答するロックイン増幅器を更に含むこと を特徴とする請求の範囲第１９項に記載のパルサー／サンプラー・プローブシス テム。