[发明专利]可调谐波长电子光学分析器

说明书

一种电子光学分析系统提供有波长可调谐激光器，使得DUT可由不同波长的激光照射。确定与来自以多个波长进行激光器照射的DUT的反射相对应的信号质量。每一波长的信号质量可以在一波长范围上与阈值信号质量相比较，或者彼此相比较，以标识提高分辨率并减少破坏性干扰和串扰的波长。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月19日提交的美国申请No.15/269,751的权益，美国申请No.15/269,751要求2015年12月7日提交的美国临时申请No.62/268,928的权益。

技术领域

本申请涉及用于集成电路(IC)的电子光学分析器，且更具体地涉及可调谐波长电子光学分析器。

背景

为了确定诸如在电路板中的迹线上携带的信号的行为，技术人员可直接用工具(诸如示波器)探测迹线。但现代集成电路(IC)中的晶体管归因于IC中组件的高集成度和较小节点大小而不是按此类直接采样能处理的。为了实现直接探测的等效方案来测试和调试此类本来不可访问的器件，已开发了电子光学分析器系统(诸如激光电压探测系统)。这些技术利用半导体基板(诸如硅)对于某些光波长的相对透明度。例如，典型的互补金属氧化物半导体(CMOS)电路中的电压波形的电子光学探测是可能的，因来自电路的有源区的响应一般能易于透过硅来检测。CMOS晶体管的p-n结处的耗尽区具有导致该结处的硅的折射率和光吸收系数的变化的强电场。在通过块体硅进行检查时，CMOS结区域的相对不复杂的结构和耗尽区所展现的强电场两者都支持电子光学探测，由此来自电路的响应可被检测到。

为了增加这一透明度，被测器件(DUT)通常经历基板的背侧打薄。DUT随后接收一些刺激(诸如信号测试向量)，同时激光电压探测(LVP)系统在预期位置处(例如，目标晶体管的区域处)照射DUT的基板的打薄的背侧表面。基于DUT上的陆标，激光电压探测系统可以确信它正在照射DUT管芯的所需部分。

作为激光电压探测的补充，称为动态激光刺激(DLS)的相关技术也涉及在DUT接收输入信号测试向量或其他刺激的同时由激光器照射DUT。响应于该输入信号测试向量，DUT提供输出向量(例如，数字信号，诸如数字字或时钟)。这一输出向量或是正确的或不是正确的。如果输出向量是正确的，则DUT在工作，而不管它在DLS规程期间接收到的激光刺激。与LVP相对比，DLS确定软故障的存在，诸如易受热。例如，DLS系统中的红外激光器可能加热DUT，使得输出向量指示故障。替换地，可见光(或紫外光)激光器可以刺激DUT中的造成输出向量中的故障的电子-空穴对。

DLS规程检查到DUT中软故障的存在，而LVP测试标识硬故障。例如，输入测试向量可以是具有某一RF频率的时钟信号。如果DUT中被照射的晶体管正在正确地工作，则它将根据输入测试向量的RF频率来循环。如果被照射晶体管正在正确地运作，则从DUT反射的激光因而将具有对应的RF调制。但在实践中，DLS和LVP两者都经受非理想性的影响。例如，DUT中不同材料之间的界面可以使得难以获得光学响应，例如归因于在每一界面处发生的折射率变化。这些折射率变化导致不期望的反射光。这一不期望的反射光可干扰反射光的有用部分(例如，有用于分析该电路)。在DUT的处理节点变得更加高级时，激光电压探测和动态激光刺激两者都经受信号强度降低、变差的分辨率、增加的串扰、以及破坏性干扰的影响。这些有害效果导致不可靠且不可重复的测量以及长调试时间。

相应地，在本领域中存在对改进的电子光学分析系统的需求。

概述

为了提供可靠的测量，提供了一种提供改进的测试解决方案的波长可调谐电子光学分析系统。具体而言，该系统包括可在被测集成电路器件(DUT)的激光电压探测分析或动态激光刺激期间手动地或自动地调谐的一个或多个波长可调谐激光器。波长可被调谐的带宽或调谐范围可包括1064nm和1340(或1319)nm的常规波长且可横跨包括全部红外(IR)到紫外(UV)波长的波长范围。替换地，调谐范围可只包括这些频带的一部分。