JPH083495B2 - 電気信号を光学的に測定するための機械式プローブ - Google Patents

電気信号を光学的に測定するための機械式プローブ

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JPH083495B2
JPH083495B2 JP63139219A JP13921988A JPH083495B2 JP H083495 B2 JPH083495 B2 JP H083495B2 JP 63139219 A JP63139219 A JP 63139219A JP 13921988 A JP13921988 A JP 13921988A JP H083495 B2 JPH083495 B2 JP H083495B2
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    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
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    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁波光線により透過される電気光学結晶
体を備えた電気信号を光学的に測定するための機械式プ
ローブに関する。
〔従来の技術〕
電気光学結晶体から成るプローブは刊行物「ピコセカ
ンド オプトエレクトロニック デバイス(Picosecond
Optoelectronic Device)」(アカデミック出版社、19
84年、第249頁ないし第270頁、特に第257頁ないし第258
頁および第7図)に掲載された(J.A.Valdmanis)バル
ドマニスの論文「サブピコセカンド エレクトリカル
サンプリング アンド アプリケーションズ(Subpicos
econd electrical Sampling and applications)」によ
り公知である。しかしこのプローブでは特殊なテストパ
ターンの測定だけしか行うことができない。
電気光学式サンプリング方法のために使用可能なプロ
ーブは「エレクトロニクス レターズ(Electronics Le
tters)」(1986年8月14日、第22巻、第17号、第918頁
−第919頁)によっても知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、試料、特にマイクロエレクトロニクスデバ
イスの任意点における電気信号を高い時間分解能でもっ
て光学的に測定することができるような、冒頭で述べた
種類の機械式プローブを提供することを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は、本発明によれば、電磁波光線により透過
される電気光学結晶体と、測定探針と、電気光学結晶体
上に設けられて測定探針に導電的に結合された導波路パ
ターンとを有することによって解決される。
請求項2ないし6は本発明の優れた実施態様を示して
いる。
〔発明の効果〕
本発明によって得られる利点は、特に、集積回路内の
信号を高い時間分解能にて光学的に測定することができ
ることである。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1a図および第1b図に概略的に示された機械式プロー
ブは、直方体形状に形成された電気光学結晶体(ポッケ
ルス結晶体)(例えばタンタル酸リチウムLiTaO3、セレ
ン化亜鉛ZnSeまたはヒ化ガリウムGaAs)EOと、この結晶
体EOの側面上に設けられた共面の導波路パターンSL、EL
と、結晶体の試料側端面上に設けられた金属化探針SPと
から構成されている。測定個所、例えば集積回路ICの導
体路LBに印加された信号は金属化探針SPにより検出され
て、2つの条帯状金属膜SL、ELから成る共面の導波路パ
ターンに供給される。導波路パターン内を速度vs<c
(c=光速)でもって走行する信号の時間依存性は、公
知の方法(例えば冒頭で引用した刊行物参照)にて、線
形の電気光学効果(ポッケルス効果)を利用して、結晶
体EO内における移動電解WFを検出する偏光レーザビーム
LAによって記録することができる。通常は、走行形レー
ザ顕微鏡にて作成されてデバイス表面に対して平行に進
行するレーザビームLAを測定個所に印加される信号と同
期して照射し、この信号に関連するレーザパルスの位相
状態を例えば光源と結晶体との間の光路を長くしたりも
しくは短くしたりすることによって連続的に変化させる
サンプリング方法が用いられる。分散を最少にするため
に、レーザビームLAは、導波路パターンの信号線および
アース線として作用する条帯状金属膜SL、EL間で金属化
探針SPの直ぐ近傍に位置する電気光学結晶体EOを透過す
べきである(第1b図参照)。約0.5〜1mmの長さの電気光
学結晶体EOを導体路LB上に位置決めするために、電気的
測定技術(探針式測定技術)では知られている従来のプ
ローブホルダーが使用される。このプローブホルダーは
磁石または真空アダプタにより、例えば4本の同期駆動
される送りスピンドルによって正確に直線的に上下移動
可能である枠体に固定される。このプローブホルダー
は、通常、プローブを収容するためのホルダーと、プロ
ーブアームと、3つの互いに垂直な方向へソンデを直線
移動させる微細調整機構とから構成される。このような
プローブホルダーの代わりに、勿論最近の大規模集積回
路に対しても充分な約0.1μmの位置決め精度を持つ電
気歪式マニピュレータを使用することもできる。
電気光学結晶体EO内におけるレーザビームLAの伝搬速
度cを、レーザプローブを用いて探査される移動電界WF
の伝搬速度vs<cに等しくするために、機械式プローブ
の長手軸はレーザビームLAの伝搬方向に対して90°から
偏位した角度αにされなければならない。使用される電
気光学材料に依存するこの角度αはLiTaO3の場合には約
72°である。
第2図に概略的に示された機械式プローブによれば、
直方体状電気光学結晶体EO内に作られた移動電界WFを探
査するために、デバイス表面に対して垂直に入射するレ
ーザビームLAを使用することができる。この実施例にお
いても、導体路LBに印加された信号は金属化探針SPを介
して、結晶体下面に設けられて結晶体EOの端面SFのとこ
ろで全反射されるレーザビームLAのためのミラーとして
作用する導波路パターンに供給される。レーザビームの
伝搬速度のプローブの長手軸方向に測定した成分が移動
電界WFの伝搬速度vsとほぼ一致するように、全反射の角
度をこの場合マニュピレータつまりプローブホルダによ
って調整することができる(LiTaO3の場合には全反射の
角度は約90−72=18°である)。第2図に示された実施
例は、第1a図および第1b図の機械式プローブに比較し
て、試料表面を模写するためにつまり測定個所上にプロ
ーブを位置決めするために使用される光学機構(走行形
レーザ顕微鏡)が信号記録装置と同一であるという利点
がある。
本発明は勿論上述した実施例に限定されない。即ち、
第2図に示された電気光学結晶体の試料側面にも反射膜
を設けてもよい。
2つの条帯状金属膜SL、ELから成る導波路パターンの
代わりに、同様に他の進行波装置を使用することもでき
る。
測定個所LBに接触するための金属化探針SPは例えば電
気光学結晶体EOの試料側端面への蒸着によって作成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1a図および第1b図はそれぞれ本発明の一実施例を示す
概略図、第2図は本発明の他の実施例を示す概略図であ
る。 EL、SL…条帯状金属膜 EO…電気光学結晶体 IC…集積回路 LA…レーザビーム LB…導体路 SF…電気光学結晶体の端面 SP…金属化探針 WF…移動電界

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁波光線(LA)により透過される電気光
    学結晶体(EO)と、測定探針(SP)と、前記電気光学結
    晶体(EO)上に設けられて前記測定探針(SP)に導電的
    に結合された導波路パターン(SL、EL)とを有すること
    を特徴とする電気信号を光学的に測定するための機械式
    プローブ。
  2. 【請求項2】導波路パターン(SL、EL)は電気光学結晶
    体(EO)の光源側の面上に設けられることを特徴とする
    請求項1記載の機械式プローブ。
  3. 【請求項3】導波路パターン(SL、EL)は電気光学結晶
    体(EO)の光源とは反対側の面上に設けられることを特
    徴とする請求項1記載の機械式プローブ。
  4. 【請求項4】電気光学結晶体(EO)の導波路パターン
    (SL、EL)を担持する面は、電気光学結晶体(EO)内に
    おける電磁波光線の光速(c)の成分が導波路パターン
    (SL、EL)内における信号速度(vs)とほぼ等しくなる
    ように、入射光線(LA)に対して相対的に向けられるこ
    とを特徴とする請求項1ないし3の1つに記載の機械式
    プローブ。
  5. 【請求項5】電気光学結晶体(EO)の導波路パターン
    (SL、EL)を担持する面には、反対膜が設けられること
    を特徴とする請求項3記載の機械式プローブ。
  6. 【請求項6】2つの条帯状金属膜(SL、EL)から成る共
    面の導波路パターンが設けられることを特徴とする請求
    項1ないし5の1つに記載の機械式プローブ。
JP63139219A 1987-06-09 1988-06-06 電気信号を光学的に測定するための機械式プローブ Expired - Lifetime JPH083495B2 (ja)

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DE3719203.5 1987-06-09
DE3719203 1987-06-09

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JPS63315961A JPS63315961A (ja) 1988-12-23
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