JPH08129054A - 集積回路の回路試験装置 - Google Patents

集積回路の回路試験装置

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JPH08129054A
JPH08129054A JP6289096A JP28909694A JPH08129054A JP H08129054 A JPH08129054 A JP H08129054A JP 6289096 A JP6289096 A JP 6289096A JP 28909694 A JP28909694 A JP 28909694A JP H08129054 A JPH08129054 A JP H08129054A
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JP
Japan
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circuit
electro
electric field
integrated circuit
signal
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Pending
Application number
JP6289096A
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English (en)
Inventor
Toshiki Kishimoto
俊樹 岸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気光学サンプリング法において回路への擾
乱が少なく高感度でかつ高安定な集積回路の回路試験装
置を提供すること。 【構成】 試験対象となる集積回路(回路基板)4の近
傍に配置され電界によりその複屈折率が変化する電気光
学結晶素子1にプローブ光(レーザ光)5を入射させる
と共に、上記回路に試験用の電気信号を入力しかつこの
電気信号の入力に伴う上記プローブ光の偏光状態の変化
を検出して電気信号に対応した信号電界を測定し、測定
された信号電界から集積回路の評価を行う回路試験装置
であって、上記電気光学結晶素子が誘電率と屈折率が低
く、電気光学定数が大きいと共に、屈折率の温度変化が
小さくかつ光損傷閾値が高いという特性を具備するチタ
ン酸リン酸ルビジウム若しくはチタン酸ヒ酸カリウムに
より構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路の回路試験装置
に係り、特に、電気光学サンプリング法において回路へ
の擾乱が少なく、高感度でかつ高安定な集積回路の回路
試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】集積回路の評価及び試験を非接触で行う
手段として、電気光学材料を電界測定のためのセンサー
に用いる方法が知られている。すなわち、電界によりそ
の複屈折率が変わるという上記電気光学材料の性質を利
用するもので、上記材料にレーザ光をプローブ光として
照射すると、電界の大きさに応じて照射した光の直交す
る2つの方向の振動成分の位相差、すなわち偏光状態が
変化する。通常、この偏光変化はある適当な軸方向に設
定された偏光板を通すことによってレーザ光の強度変化
に変換できる。そして、レーザ光にパルス波を用いれば
時間的に変化する電界、すなわち集積回路に入力された
電気信号の時間変化に対応した電界変化をパルス幅に相
当する分解能で測定でき電気光学サンプリング法と呼ば
れている。中でも、図2に示すように電気光学材料から
成る素子(電気光学結晶素子)を回路近傍に配置して回
路からの漏れ電界を上記材料にカップル(結合)させ、
この電界の強度変化に応じた偏光変化を検出する方法が
最も汎用的なもので、一般に外部プローブ法と呼ばれて
いる。すなわち、偏光変化を検出することで上記回路に
入力された試験用の電気信号に対応した信号電界を測定
し、測定された信号電界から集積回路の評価を行ってい
る。
【0003】特に、この外部プローブ法において、図2
に示すように回路基板aに平行な方向の電界(横電界)
を感度良く検出する材料として、これまで複酸化物であ
るタンタル酸リチウム(LiTaO3…LT)及びニオ
ブ酸リチウム(LiNbO3)が用いられている。そし
て、外部プローブ法においては上記結晶素子bのC軸
(光軸)を、回路基板aの配線電極cによって生じる横
電界に平行に設定し、かつ、レーザ光dを上記C軸に垂
直に照射させると共に上記結晶素子bの裏面に蒸着され
た反射膜eからの反射光の偏光変化を検出することによ
り上記信号電界が測定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これ等
の材料には次に述べるような問題があり、その解決を要
する課題があった。
【0005】すなわち、上記電気光学結晶素子に適用さ
れている従来の結晶においては主として以下に述べるよ
うな大きな問題点を有していた。
【0006】まず第一に、従来適用されている電気光学
結晶はその比誘電率が大きい(約40)ため、容量性の
負荷として回路動作に影響を与えたり、配線の特性イン
ピーダンスを変化させて信号の反射を生じさせる等回路
への擾乱の問題があった。
【0007】尚、上記擾乱の影響を軽減するためには電
気光学結晶素子と回路との離間距離を大きくすることが
考えられるが、逆に測定感度の低下を招くといった問題
を生ずる。
【0008】第二に、従来適用されている電気光学結晶
にはレーザ光の照射によって材料の複屈折率が時間的に
変化するという光損傷の問題点があった。電気光学サン
プリングにおいてはこれによりバイアス点の変動や散乱
による光量損失を引起こし、測定感度や信頼性を著しく
低下させる。一般的には、結晶に照射する光の強度を大
きくする程その感度が向上するが、この光損傷により照
射可能な光強度の上限が決められてしまい感度が制限さ
れる。また、実際には、単位面積当たりの光強度が問題
になるためビーム径を小さくすることができず、高空間
分解能化の妨げにもなる問題を有していた。
【0009】第三に、従来適用されている電気光学結晶
はその複屈折率の温度依存性が大きいという問題点を有
していた。一般に集積回路はその動作において一定の発
熱を生じ、回路内においても空間的な温度ばらつきを有
している。集積回路の近傍に配置した電気光学結晶素子
の温度が変化しこれに基づきその複屈折率が変わると、
上記光損傷時と同様にバイアス点が変動して測定信号レ
ベルがゆらぐ問題を有している。
【0010】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、回路への擾乱が
少なく、高感度でかつ高安定な集積回路の回路試験に適
用される結晶材料に特徴を有する集積回路の回路試験装
置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、試験対象となる集積回路の近傍に配置され電
界によりその複屈折率が変化する電気光学結晶素子にプ
ローブ光を入射させると共に、上記集積回路に試験用の
電気信号を入力し、かつ、この電気信号の入力に伴う上
記プローブ光の偏光状態の変化を検出して電気信号に対
応した信号電界を測定し、測定された信号電界から集積
回路の評価を行う集積回路の回路試験装置を前提とし、
上記電気光学結晶素子がチタン酸リン酸ルビジウム若し
くはチタン酸ヒ酸カリウムにより構成されていることを
特徴とするものである。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明に係る集積回路の回路試験
装置によれば、試験対象となる集積回路の近傍に配置さ
れる電気光学結晶素子が、誘電率と屈折率が低く、電気
光学定数が大きいと共に、屈折率の温度変化が小さくか
つ光損傷閾値が高いという特性を具備するチタン酸リン
酸ルビジウム若しくはチタン酸ヒ酸カリウムにより構成
されているため、集積回路の回路試験に際して容量性負
荷の影響が低減し、光の伝搬時間により決まる時間分解
能が改善され、温度ゆらぎによるバイアス点の変動率が
改善され、かつ、感度が向上すると共に、光損傷による
測定値の時間的変動が無く、更に光を小さなスポットま
で集光させることが可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0014】[実施例1]この実施例は電気光学結晶素
子としてチタン酸リン酸ルビジウムが適用された回路試
験装置に関する。尚、チタン酸リン酸ルビジウム(RT
P)は、これまで電気光学サンプリングとは別の用途で
ある第二高調波発生用の波長変換素子として広く用いら
れているものである。
【0015】図1は、RTPを電気光学サンプリング用
の横電界測定センサとして適用した場合の結晶軸方向の
設定について示した概略斜視図である。図1において1
はチタン酸リン酸ルビジウム(RTP)で構成された電
気光学結晶素子、2は反射膜、3は配線電極、4は回路
基板、5はプローブ光としてのレーザ光をそれぞれ示し
ている。横方向の電界を最も感度良く検出し、他の方向
の成分の影響を最小にするため、同図のように結晶のx
軸を検出すべき横電界の方向に設定し、同y軸を光の伝
搬方向となるように設定する。
【0016】
【表1】 表1は、従来の材料であるタンタル酸リチウム(LT)
とこの実施例に係るチタン酸リン酸ルビジウム(RT
P)の諸材料定数を、電気光学サンプリング用の結晶と
して用いた場合における性能という観点から比較したも
のである。表1に掲げた諸定数の内、まず比誘電率εは
既に述べたように結晶が回路に対して容量性の負荷とし
て影響を与える尺度となる量で、この値が小さい程その
回路に対する擾乱が小さい。次に、屈折率nは電気光学
サンプリングの時間分解能を支配する要因の一つである
光の結晶内通過時間を与える。一般に、媒質中の光の速
度は1/nとなるので、屈折率nはその値が小さい程そ
の高時間分解能化に適した材料ということになる。n3 3
c/εは感度性能指数である。n3 3cはある電界に対
して結晶の複屈折率が変化する度合いを与え、この値が
大きい程その感度が高くなる。一方、εは結晶にカップ
ルする電界量に影響を与え、この値が大きい程電界を結
晶から排除してその感度を低下させる。よって両者の比
が感度性能の目安となる。
【0017】そして、表1に記載されたデータから、R
TPはLTに較べて擾乱度、時間分解能、感度の他、光
損傷の閾値が高くなることや、自然複屈折率の温度係数
が小さいため安定性の点でも優れていることが確認され
る。また、上記光損傷閾値が高いことにより光を小さな
スポットに集光でき、その結果、高空間分解能化が図ら
れる。
【0018】
【表2】 次に、上記感度に関してRTPとLTとのより定量的な
比較として、半波長電圧Vπの計算値例を以下に示す。
Vπは、結晶にカップルした電界により結晶内を往復伝
搬する光の位相が180度変化するのに必要な電圧(配
線の電位)で、感度はVπの逆数に比例して高くなる。
【0019】表2に、図1に示した例においてGaAs
基板(回路基板)4上の5μm幅、10μm間隔の配線
上に、離間距離h=0μm及び5μmで電気光学結晶素
子1が近接している場合のVπの計算値を示す。表2に
記載されたデータから、各々のVπが最小となる離間距
離ゼロ(密着状態)ではLTの方の感度が高いが、回路
への擾乱やダメージを与えることから、通常、5μm程
度の離間距離を設ける。そして、標準的な離間距離であ
る5μmにおいてはRTPの方が約2倍感度が高くなる
ことが確認できる。また、この結果は、RTPの方が離
間距離の変化に対する感度の変化量が小さく、離間距離
の設定誤差による測定値のばらつきが少なくなるため、
測定再現性が良いことを意味している。
【0020】尚、以上で述べたRTPは、外部プローブ
法における結晶としてのみでなく、電気光学サンプリン
グにおける様々な構造の電界センサとしても応用できる
ことはいうまでもない。
【0021】[実施例2]この実施例は電気光学結晶素
子としてチタン酸ヒ酸カリウムが適用されている点を除
き実施例1に係る回路試験装置と略同一である。尚、チ
タン酸ヒ酸カリウム(KTA)は、これまで電気光学サ
ンプリングとは別の用途である第二高調波発生用や光パ
ラメトリック発振用の波長変換素子として広く用いられ
ているものである。
【0022】そして、表1及び表2に記載されたチタン
酸ヒ酸カリウム(KTA)に係るデータがチタン酸リン
酸ルビジウム(RTP)のデータと同一であることか
ら、実施例2に係る回路試験装置も実施例1に係る回路
試験装置と略同一の特性を具備していることが確認でき
る。
【0023】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、集積回路
の回路試験に際して、容量性負荷の影響が低減し、光の
伝搬時間により決まる時間分解能が改善され、温度ゆら
ぎによるバイアス点の変動率が改善され、かつ、感度が
向上すると共に、光損傷による測定値の時間的変動が無
く、更に光を小さなスポットまで集光させることが可能
になるため、集積回路に対して、低擾乱、高感度、高時
間分解能、高空間分解能、高安定な回路試験を行える効
果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る回路試験装置の概略斜視
図。
【図2】従来例に係る回路試験装置の作用説明図。
【符号の説明】
1 電気光学結晶素子 2 反射膜 3 配線電極 4 回路基板 5 レーザ光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/03 501 H01L 21/66 C 7735−4M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試験対象となる集積回路の近傍に配置され
    電界によりその複屈折率が変化する電気光学結晶素子に
    プローブ光を入射させると共に、上記集積回路に試験用
    の電気信号を入力し、かつ、この電気信号の入力に伴う
    上記プローブ光の偏光状態の変化を検出して電気信号に
    対応した信号電界を測定し、測定された信号電界から集
    積回路の評価を行う集積回路の回路試験装置において、 上記電気光学結晶素子がチタン酸リン酸ルビジウム若し
    くはチタン酸ヒ酸カリウムにより構成されていることを
    特徴とする集積回路の回路試験装置。
JP6289096A 1994-10-28 1994-10-28 集積回路の回路試験装置 Pending JPH08129054A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6289096A JPH08129054A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 集積回路の回路試験装置

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JP6289096A JPH08129054A (ja) 1994-10-28 1994-10-28 集積回路の回路試験装置

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JP (1) JPH08129054A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006132970A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Ntt Docomo Inc 比吸収率測定システム及び方法
RU2568421C1 (ru) * 2014-07-25 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет", (НИУ "БелГУ") СОЛНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ СМЕШАННЫЙ АМОРФНЫЙ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ НИТРИД КРЕМНИЯ - КРЕМНИЙ p-ТИПА

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006132970A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Ntt Docomo Inc 比吸収率測定システム及び方法
RU2568421C1 (ru) * 2014-07-25 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет", (НИУ "БелГУ") СОЛНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ СМЕШАННЫЙ АМОРФНЫЙ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ НИТРИД КРЕМНИЯ - КРЕМНИЙ p-ТИПА

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