JP2002522770A - 赤外レーザ・プローブを用いて集積回路における電圧を直接測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体内に配置された集積回路（４０５）の能動領域（４０３）における電界を検出する方法および装置。一実施形態では、レーザ・ビーム（４０７）を、約０．９ミクロンよりも長い波長で動作させる。レーザ・ビームは、半導体基板の背面を通ってＭＯＳトランジスタのドレインなどのＰ−Ｎ接合上に集束される。フリー・キャリア吸収の結果、レーザ・ビームは、Ｐ−Ｎ接合付近で部分的に吸収される。信号がＰ−Ｎ接合上に印加されるとき、フリー・キャリア吸収度が、Ｐ−Ｎ接合付近の空乏領域の変調に従って変調されることになる。レーザ・ビームは、Ｐ−Ｎ接合を通過し、接合の背後の酸化膜界面および金属から反射され、再びＰ−Ｎ接合を通って戻り、シリコン表面から出る。この反射レーザ・ビームの振幅変調が、光学検出システムで検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願） 本出願は、１９９６年１２月１２日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された
、「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｎ Ｉｎｆｒ
ａｒｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｂａｓｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｂｅ Ｆｏｒ Ｍ
ｅａｓｕｒｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ Ｄｉｒｅｃｔｌｙ Ｆｒ
ｏｍ Ａｃｔｉｖｅ Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｉｎ Ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃ
ｉｒｃｕｉｔ」という名称の同時継続の特許出願第０８／７６６，１４９号に関
係している。

【０００２】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、一般に、集積回路テストに関し、より詳細には、光学ベースの集積
回路のプロービングに関する。

【０００３】 （関連技術の説明） 集積回路業界では、集積回路の速度並びにデバイス密度を増大する努力が絶え
間なく行われている。この努力の結果、業界の趨勢は、複雑な高速集積回路をパ
ッケージングする際に、フリップ・チップ技術を使用する方向に向かっている。
フリップ・チップ技術は、Ｃ４（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃ
ｈｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）またはフリップ・チップ・パッケージングとし
ても知られている。フリップ・チップ・パッケージング技術では、集積回路ダイ
は上下逆にされる。これは、今日、ワイヤ・ボンド技術を用いて集積回路をパッ
ケージする方法とは反対である。ダイを上下逆にすることによって、ボール・ボ
ンドを用いて、ボンド・パッドから直接フリップ・チップ・パッケージのピンに
、直接電気的に接続することが可能である。

【０００４】 図１Ａは、集積回路ダイ１０５内の集積回路接続を、金属接続１０９を介して
パッケージ基板１１１のピン１０７に電気的に接続するために、ボール・ボンド
の代わりにワイヤ・ボンド１０３を使用する集積回路パッケージ１０１を示して
いる。高速集積回路に向かうにつれて、通常の集積回路パッケージ１０１のワイ
ヤ・ボンド１０３内で発生するインダクタンスが、ますます重要な問題となる。

【０００５】 図１Ｂは、上下逆にした集積回路ダイ１５５を有するフリップ・チップ・パッ
ケージ１５１を示す。図１Ａのワイヤ・ボンド１０３と比較すると、フリップ・
チップ・パッケージ１５１のボール・ボンド１５３は、金属相互接続１５９を介
して集積回路ダイ１５５とパッケージ基板１６１のピン１５７の間により直接的
な接続を行っている。その結果、ワイヤ・ボンドを使用する通常の集積回路パッ
ケージ技術に伴うインダクタンスの問題が最小限に抑えられる。集積回路ダイの
周囲に沿ったボンディングのみが可能なワイヤ・ボンド技術とは異なり、フリッ
プ・チップ技術は、集積回路ダイ表面の任意の位置に接続を配置することが可能
である。これにより、集積回路に対するインダクタンス・パワーの分布が非常に
低い。これはフリップ・チップのもう１つの主要な利点である。

【０００６】 フリップ・チップ・パッケージ１５１では集積回路ダイ１５５が上下逆になっ
ている結果、テストの目的で集積回路ダイ１５５の内部ノードにアクセスするの
がかなり難しくなっている。特に、フリップ・チップにパッケージするように設
計されている新しい製品のシリコン・デバッグ段階で、チップをその本来のフリ
ップ・チップ・パッケージング環境でパッケージングしている間に、その場でチ
ップの内部ノードから電気信号をプローブすることが必要となることがある。デ
バッグ・プロセスの間、集積回路から重要な電気データを獲得するために、いく
つかの内部ノードをプローブすることが必要でなる。重要なデータには、それだ
けには限らないが、電圧レベル、タイミング情報、電流レベル、熱情報など測定
デバイスのパラメータが含まれる。

【０００７】 ワイヤ・ボンド技術用の現在のデバッグ・プロセスは、電子ビームまたは機械
プローバを用いて、チップの前面上で金属相互接続を直接プローブすることに基
づくものである。通常の集積回路デバイスは、金属相互接続の複数の層を有して
おり、チップ内に深く埋め込まれているノードにアクセスするのは困難である。
一般に、プロービングのため、ノードの上の誘電体およびまたは金属をミリング
してノードを露出させるのに、プラズマ・エッチング装置や集束イオン・ビーム
・システムなどの他のツールを使用しなければならない。

【０００８】 しかし、フリップ・チップ技術を用いる場合は、集積回路ダイが上下逆にされ
るので、この前面方法は実行できない。図１Ｂに示すように、通常のプロービン
グの目的で金属相互接続１５９にアクセスすることは、パッケージ基板１６１に
よって妨害される。その代わりに、集積回路の能動領域および受動領域１６３を
形成するＰ−Ｎ接合は、集積回路ダイ１５５のシリコン基板の背面を通してアク
セス可能である。

【０００９】 図２は、集積回路内の能動ドープ領域をプローブするために使用する従来技術
の方法を示す。図２に示す設定では、検出デバイス（ＤＵＴ）２３１は、能動領
域２３９と非能動領域（金属）２４１とを含む。レーザ２２１は、ビーム・スプ
リッタ２２５を通り、複屈折ビーム・スプリッタ２２７および対象物レンズ２２
９を通り、ＤＵＴ２３１のシリコンの背面を通って、ドープ領域２３９および金
属２４１上にレーザ・ビーム２２３を集束させるように配置されている。図２に
示すように、複屈折ビーム・スプリッタ２２７は、レーザ・ビーム２２３を、プ
ローブ・レーザ・ビーム２３５と基準レーザ・ビーム２３７の２つの別々のレー
ザ・ビームに分離する。プローブ・レーザ・ビーム２３５と基準レーザ・ビーム
２３７は両方とも、それぞれ能動領域２３９および金属２４１から反射され、再
び対物レンズ２２９を通って複屈折ビーム・スプリッタ２２７に入る。次いでプ
ローブ・レーザ・ビーム２３５と基準レーザ・ビーム２３７は、複屈折ビーム・
スプリッタ２２７で再び組み合わされ、ビーム・スプリッタ２２５を通って検出
器２３３内へ案内される。

【００１０】 ＤＵＴ２３１を動作させ、同時にプローブ・レーザ・ビーム２３５を能動領域
２３９上に集束させ、基準レーザ・ビーム２３７を金属２４１上に集束させるこ
とによって、ＤＵＴ２３１のシリコン基板を通して、検出器２３３で波形を検出
することが可能となる。検出が可能なのは、自由電荷領域の屈折率が電荷のない
領域とは異なるというプラズマ光学効果のためである。バイアスを加えることに
より自由電荷が生じ、したがってプローブした領域で複屈折率が変化されるが、
基準ビーム下の領域の複屈折率は変化しない。これにより、プローブ・ビーム２
３５と基準ビーム２３７の間で位相シフトが生じる。

【００１１】 したがって、反射基準ビーム２３７とプローブ・レーザ・ビーム２３５の間の
位相差を測定することによって、検出器２３３は、プローブの下のＰ−Ｎ接合領
域の動作によって生じる電荷の変調に比例する出力信号２４１を生成することが
できる。次いで、この光学測定を従来のストロボ技術と組み合わせて、高周波数
の電荷を、したがってＰ−Ｎ接合領域２３９からの電圧の波形を測定することが
できる。

【００１２】 図２に示す従来の技術には、多くの欠点がある。まず、位相検出方式であるた
め、位相信号を生成するのに、互いに干渉する２本のビームが必要である（基準
ビーム２３７とプローブ・ビーム２３５）。これらのビームは、複屈折ビーム・
スプリッタ２２７で生成される。したがって、プローブ・ビーム２３５と基準レ
ーザ・ビーム２３７の両方を使用するには、図２に示すように、それらは距離ｘ
だけ離れていなければならないという制限がある。したがって、ＤＵＴ２３１内
のドープ領域２３９および金属２４１のレイアウトは、金属２４１が、ドープ領
域２３９から距離ｘのところに位置するようなものでなければならない。図示し
た従来の技術は、その手前に基準ビームが電荷の変調を受けつつあるプローブさ
れる領域２３９に近接する（距離ｘ）ようにするために、電荷の変調がない反射
表面２４１が必要なので、現代の多くの集積回路のレイアウトは、図２に示した
ような設定でプローブするのに適していないことを理解されたい。今日の先端技
術でも、この要求を満たすことは困難である。

【００１３】 さらに、図２に示す技術は、バイポーラ接合トランジスタの技術にのみ適用さ
れており、図２に示す従来の技術を、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術
と共に使用して成功したことがないことに留意されたい。これは、逆バイアスＰ
−Ｎ接合（たとえば、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）トランジスタのドレイン）の
空乏領域における電荷の変調が、順バイアスされるとき（たとえば、２極接合ト
ランジスタのベース領域）同じ接合における電荷の変調よりもはるかに小さいか
らである。さらに、ＭＯＳデバイスのチャネルは横向きであるのに対し、２極デ
バイスのベース−エミッタ接合は垂直方向であり、ＭＯＳデバイスのチャネルに
おける電荷の変調を直接測定するには、シリコンでの光の波長をはるかに下回る
法外に小さいレーザ・スポット・サイズが必要となるので、不可能である。

【００１４】 集積回路をプローブする他の従来の光学技術では、電気光学効果またはポッケ
ルス効果を使用する。この電気光学効果は、電界を印加したとき、非対称結晶内
に生じる光学屈折率の変化を測定するものである。電界を印加すると、電気光学
材料の屈折率が変化する。その結果、電気光学材料を通過する光線の偏光が、電
気光学材料を横切って印加される電界または電圧の強さに応じて変化する。

【００１５】 図３は、ヒ化ガリウム基板３０１などの非対称な結晶を用いて、集積回路に電
気光学効果を適用することを示す。図３に示す例では、フリンジング電界３０７
が電極３０５間に存在する。プローブ・ビーム３０３は、基板３０１の背面から
入射し、フリンジング電界３０７を通過して、電極３０５から反射される。プロ
ーブ・ビーム３０３の偏光の変化を、したがって基板３０１の屈折率の変化を測
定することによって、電界３０７を測定することができる。しかし、この技術は
、ヒ化ガリウムをベースとする集積回路で使用することは可能であるが、シリコ
ンは対称な結晶であり、したがって電気光学効果またはポッケルス効果を示さな
いので、シリコンで電気光学サンプリングをすることはむりである。

【００１６】 したがって、シリコンの背面を通過してＣＭＯＳ集積回路内の能動領域をプロ
ーブする方法および装置が求められている。そのような方法は、基準レーザ・ビ
ームが、プローブするドープ領域付近で金属から反射されることを必要とせずに
、シリコンの背面を通過して、ＣＭＯＳ集積回路の能動領域をプローブすること
ができるべきである。さらに、この方法は、今日のＣＭＯＳ集積回路技術と両立
すべきである。

【００１７】 （発明の概要） 集積回路における信号を検出する方法および装置を開示する。一実施態様では
、この方法は、半導体基板の背面を通り集積回路の空乏領域を通って、赤外光線
を送るステップを含む。空乏領域は、信号に応答して変化する。また、この方法
は、空乏領域を通り、半導体基板の背面を通過した反射赤外光線の振幅変調を検
出するステップを含む。本発明の追加の特徴および利点は、下記で述べる詳細な
説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【００１８】 本発明を、添付の図に限定ではなく例として示す。

【００１９】 （詳細な説明） 半導体内に配置された集積回路の能動領域における電圧を検出する方法および
装置を開示する。本発明が完全に理解できるように、以下の説明では、例えば波
長やエネルギーの値など、多くの具体的詳細について述べる。しかし、当分野の
技術者には、本発明を実施するために、特定の詳細を使用する必要がないことは
明らかであろう。他の場合には、本発明があいまいになるのを避けるために、周
知の材料または方法については詳細には説明していない。

【００２０】 本発明の一実施形態は、集束赤外線（ＩＲ）レーザ・ビームを用いて、シリコ
ンなどの半導体の背面を介して直接集積回路の能動領域から電界を、したがって
電圧を測定する方法および装置を提供する。本発明の一実施形態は、赤外線レー
ザをベースとする技術を用いて、シリコンのチップの背面を介して集積回路の能
動領域をプローブする。シリコンは、赤外線に対し部分的に透明なので、部分的
に薄いシリコンの集積回路を通して赤外線を集束させ、直接能動領域に到達する
ことができる。

【００２１】 図４は、本発明の教示による、半導体の背面を通過して、集積回路の能動領域
４０３をプローブすることが可能な本発明の実施形態を示す。光源またはレーザ
４０７は、能動領域４０３上に集束する光線またはレーザ・ビーム４１３を出力
するように配置されている。レーザ・ビーム４１３は、ビーム・スプリッタ４０
９と、レーザ・ビーム４１３を能動領域４０３上に集束させる対物レンズ４１１
とを通過する。レーザ・ビーム４１３は、基板および能動領域４０３を通過し、
能動領域の背後でコンタクト／金属から反射され、再び能動領域４０３および基
板を通過する。反射レーザ・ビーム４１５は、対物レンズ４１１を通過して戻り
、ビーム・スプリッタ４０９を通過して検出器４１７に導かれる。検出器４１７
は、能動領域４０３の電圧に対応する出力信号４１９を生成する。以下でより詳
細に説明するように、検出器４１７は、反射レーザ・ビーム４１５の振幅変調を
検出し、能動領域４０３の電圧によって振幅を変調するようになっている光学検
出システム内に含まれている。

【００２２】 図４に示すように、能動領域４０３は、被検デバイス（ＤＵＴ）４０５に含ま
れている。一実施形態では、ＤＵＴ４０５は、基板の背面からアクセス可能なシ
リコン内に配置されたＣＭＯＳ集積回路である。したがって、一実施形態では、
ＤＵＴ４０５は、フリップ・チップでパッケージした製品である。ここで説明し
ている技術は、反射ビームの位相変調とは反対の振幅変調を検出するので、干渉
位相を検出するための基準ビームは必要でなくなる。本発明の一実施形態では、
ＤＵＴ４０５は、プローブ前に、約１００〜２００μｍの厚さまで部分的に薄く
してある。これにより、最新のＶＬＳＩ集積回路で使用するように、高度にドー
プしたシリコン基板を通過するレーザ・ビーム４１３の透過を増大させることが
可能となり、それに対応して、ＤＵＴ４０５のシリコンの背面を通過して戻る反
射レーザ・ビーム４１５が増大される。本発明の一実施形態では、レーザ４０７
は約１．０６４μｍの波長で動作するモード・ロック・レーザである。

【００２３】 本発明の動作は、下記の通りである。パワーＰの集束レーザ・ビーム４１３が
、Ｐ−Ｎ接合４０３上に入射すると仮定する。レーザ・ビーム４１３の光子のエ
ネルギーが、ＤＵＴ４０５のシリコンのバンド・ギャップ・エネルギーより大き
いかまたは等しい場合、Ｐ−Ｎ接合で、ΔＰ程度のレーザ・ビームの光吸収が生
じる。ΔＰとＰは、次式で与える基本的な吸収係数αによって関係付けられてい
る。 ΔＰ＝αＰ （式１） 次いで電界ＥをＰ−Ｎ接合に印加するとき、電気吸収として知られているメカニ
ズムによって、α−光吸収が変調させられる。Ｐ−Ｎ接合で吸収されるパワーは
、次式の通りである。 Γ（Ｅ）・ΔＰ （式２） Γ（Ｅ）は、電気吸収と電界の間の基本的な関係である。

【００２４】 レーザ４１３が、金属パッドなどの非能動領域から反射されるとき、検出器４
１７によって検出されるレーザ・パワーはＰ₀である。同じレーザ・ビーム４１
３を能動領域４０３上に移動すると、検出器によって認識されるレーザ・パワー
は、Ｐ−Ｎ接合における光吸収のために、ΔＰだけ減少してＰ−ΔＰ₀となる。
ＡＣ電界Ｅ（ｔ）をＰ−Ｎ接合に印加すると、検出器４１７によって認識される
レーザ・パワーは、次式のようになる。 Ｐ₀−Γ［Ｅ（ｔ）］・ΔＰ₀ （式３） 前と同様に、Γは電気吸収と電界Ｅ（ｔ）の間の基本的な関係である。したがっ
て、検出器４１７を用いて検出された信号の交流成分と電界を、したがって電圧
を測定することにより、変調を再生することができる。未知の関数Γは較正によ
って決定される。

【００２５】 Ｐ−Ｎ接合の領域は、その背後で、酸化膜４０４によって金属領域４０６から
分離されているので、プローブ・レーザ・ビームは、金属４０６と酸化物と能動
領域の界面４０８の両方から反射されることになる。後者が生じるのは、Ｐ−Ｎ
接合を形成するシリコンと酸化膜の屈折率が異なるためである。電気吸収の他に
電気屈折もあり、これにより、電圧の関数としてＰ−Ｎ接合における屈折率が変
化することになる。したがって、Ｐ−Ｎ接合界面で発生した反射レーザ・ビーム
の部分も、この効果のために変調させられることになる。この効果は、電気吸収
効果よりも小さい。この２つの効果があいまって、検出器４１７によって認識さ
れる、反射レーザ・ビームの振幅変調全体を与える。

【００２６】 図６は、ＤＵＴ６０５内の能動領域６０３のより詳細な図である。本発明の一
実施形態では、能動領域６０３は、Ｐ−ドープ・シリコン基板内のＮ−ドープ領
域である。これとは反対に、本発明の他の実施形態では、Ｎ−ドープ基板内のＰ
−ドープ能動領域を使用することも可能であることを理解されたい。レーザ・ビ
ーム６０９は、ＤＵＴ６０５のシリコンの背面を通過して能動領域６０３に入り
酸化膜６０４を通過して、金属６０７から反射されてＤＵＴ６０５のシリコンの
背面から出てくることが示されている。図６に示す実施形態では、レーザ・ビー
ム６０９は赤外線レーザ・ビームであり、したがって、シリコンは赤外光に対し
部分的に透明なので、ＤＵＴ６０５のシリコンを通過することができる。

【００２７】 能動領域６０３にバイアスを印加すると、能動領域６０３とＤＵＴ６０５のシ
リコン基板との間にあるＰ−Ｎ接合界面で、空乏領域６１１が増大する。能動領
域６０３、およびＤＵＴ６０５の基板のドーピング密度が高い場合、Ｐ−Ｎ接合
界面での空乏領域６１１は、非常に狭くなる。本発明の一実施形態では、空乏領
域６１１は、わずかに約７０ｎｍの厚さである。したがって、通常の集積回路の
動作電圧をそのような狭い空乏領域６１１の両端間に印加するとき、結果的に、
１センチメートルあたり約１×１０⁵ボルトなどの高電圧が、空乏領域６１１の
両端間に発生する。この高電圧はトンネリングの確率を増大し、基本的な吸収係
数が増大することになる。この効果は、電気吸収効果またはフランツ−ケルディ
ッシュ効果として知られている。

【００２８】 レーザ・ビーム６０９の光吸収の変調は、接合に印加される電圧の変化に依存
する。このレーザ・ビームの吸収の変調は、接合に印加される電圧に関係するの
で、意味のある信号である。

【００２９】 さらに、電気吸収は電気屈折をもたらす。すなわち、電気吸収と電気屈折の効
果はリンクしている。電気屈折により、屈折率が変化する。これは、屈折率が変
化すると、同時に、接合／酸化膜界面から反射された光の反射係数が変調するこ
とを意味する。この変調が、電気吸収による変調に重ね合わされ、光検出器は、
実際には両方の効果による合計振幅変調を測定する。

【００３０】 本発明では、図４の検出器４１７を使用して、印加した電圧によって生じた電
気吸収と電気屈折の効果を両方同時に検出する。この２つの効果は、反射レーザ
・ビーム４１５にパワー変調を生じさせる。検出器４１７は、これらの変調を出
力信号４１９に変換する。振幅変調の度合は、式２の関数Γによって、Ｐ−Ｎ接
合の両端間に印加される電界（すなわち電圧）に関係付けられる。Γは、既知の
印加電圧に対して検出器の出力を較正することによって決定される。ＤＵＴ４０
５を動作させ、同時にレーザ・ビーム４１３を能動領域４０３に集束させること
によって、図５の波形５０１、５０３、５０５と同様の電気波形を、検出器４１
７でＤＵＴ４０５の基板を介して測定することが可能である。この波形は、能動
領域４０３に印加される変動電圧に対応している。次いでこの光学測定を従来の
ストロボ技術と組み合わせて、能動領域４０３からの高周波数電圧の波形を測定
することができる。

【００３１】 図７は、基板の両端間に高電圧が印加される高度にドープされたシリコン基板
において、様々な温度で測定した測定電気吸収を、波長の関数としてプロットし
たグラフ７０１である。グラフ７０１のプロット７０３、７０５、７０７は、ド
ープ・シリコン基板を通過する赤外ビーム線の光子の全透過にわたる測定した透
過率の変化を、光子の波長の関数として示したものである。特に、プロット７０
３は、室温で１センチメートルあたり約１×１０⁵ボルトの電圧が外部からシリ
コン基板に印加される場合における、薄いシリコン基板を通過する全透過にわた
る透過率の波長に対する変化を示す。図７からわかるように、約１．０６４μｍ
のところに電気吸収のピークがある。プロット７０５は、室温で電圧が印加され
ていない場合の、波長に対する、同じ薄いシリコン基板を通過する光子の全透過
にわたる透過率の変化の関係を示す。図７に示すように、プロット７０５では、
１．０６４μｍの所に対応する電気吸収のピークはない。図７は、高電圧がシリ
コンに特徴的な電気吸収に及ぼす効果を示している。電気吸収の大きさは、シリ
コンの電圧の大きさに直接関係付けられている。この関数関係を較正することに
よって、Ｐ−Ｎ接合に印加された印加電圧を抽出することができる。

【００３２】 プロット７０３および７０５で使用するシリコン・サンプルのドーピング・レ
ベルを用いて、本発明の一実施形態では、プロット７０３のピークに一致する波
長で動作する高周波数の赤外モード・ロック・レーザを実装することによって、
電気吸収を測定する。本発明の実施形態の光学部品は、モード・ロック・レーザ
・パルスをプローブする能動領域上に集束させる。このプローブ・システムは、
完全フリップ・チップ・パッケージ集積回路のシリコンの背面を通過して、Ｐ基
板に配置されたＮドープ領域内に集束する単一ビームからなる。また本発明は、
Ｎ基板に配置されたＰドープ領域を有する集積回路と共に使用することも可能で
あることを理解されたい。レーザ・ビームは、Ｐ−Ｎ接合界面を通過し、前面の
金属から反射され、再びＰ−Ｎ接合領域を通過して戻り、シリコン表面から出る
。

【００３３】 Ｐ−Ｎ接合の両端間にバイアスを印加するとき、結果的にＰ−Ｎ接合界面の両
端間に電圧が生じる。プロット７０３は、電気吸収により、いくつかの光子がど
のように吸収されるかを示す。全透過にわたる透過率の変化は、１．０６４μｍ
の波長で、約２×０^-5となる。電圧を印加しない場合、光子の吸収は低減する。
ＤＵＴを動作させ、同時にレーザ・ビームをプローブする能動領域上に集束させ
ことによって、ドープ領域に印加された変動電圧に対応する電気波形を本発明の
教示による検出器で検出し生成することが可能である。

【００３４】 シリコンのバンド・ギャップは、ドーピング濃度が増大し、温度が上昇するの
に伴って減少することを理解されたい。例えば、高度にドープしたシリコンでは
、バンド・ギャップは、摂氏１００度で、約３０ｍｅＶ減少することに留意され
たい。したがって、対応するプロット７０７は、摂氏１００度で１センチメート
ルあたり約１×１０⁵ボルトの電圧を外部から印加した場合の、波長に対する、
シリコン基板を通過する全透過にわたる透過率の変化を示す。したがって、プロ
ット７０７から、電気吸収のピークが、室温上昇のために約１．０８５μｍに移
動したことがわかる。

【００３５】 プローブする集積回路が高温で動作する場合、測定した光吸収のピークは、図
７の比較プロット７０３および７０７に示すように、より長い波長の方に移動す
る。その結果、本発明の一実施形態は、１．０６４μｍの固定波長を有するモー
ド・ロック・レーザを用いることに限定されない。その代わりに、本発明の一実
施形態では、半導体材料のバンド・ギャップを変更する可能性がある温度または
他の条件に応じて変更または調整することのできる、同調可能なモード・ロック
・レーザを使用する。モード・ロック・レーザの波長が、プロット７０３、７０
７のピークなどに追従し、合致することができるようにすることによって、本発
明の一実施形態の信号対雑音比は、連続的に最適化される。シリコンの赤外線レ
ーザの透過は、温度の関数として減少することに留意されたい。また、温度のた
めにシリコンの赤外線レーザの透過が減少することを補償する他の技術を使用し
て、信号雑音比を最適化することも可能であることを理解されたい。

【００３６】 本発明の一実施形態では、ＤＵＴ４０５は、出力波形が生成されるとき、テス
タ装置（図示せず）上のテスタ環境で実行および動作させられている。本発明の
他の実施形態では、ＤＵＴ４０５は、出力波形が生成されるとき、コンピュータ
のマザーボード上などのシステム環境で実行および動作することが可能である。
すなわち、レーザ・ビーム４１３は、ドープ領域４０３上に直接集束され、した
がって、波形５０１、５０３、５０５などの波形は、ＤＵＴ４０５を実際のシス
テムに装備し動作させながら獲得することが可能である。その結果、本発明の一
実施形態では、部品がテスタ装置上またはシステム環境で動作している間に、フ
リップ・チップ・パッケージ集積回路をデバッグすることが可能である。

【００３７】 本発明は、ＤＵＴ４０５が動作している間、レーザ・ビーム４１３が、半導体
基板の背面を通って能動領域４０３上に集束している限り、他のタイプのテスト
環境で、ＤＵＴ４０５から波形を獲得することも可能であることを理解されたい
。これが全て可能なのは、ＤＵＴを真空中で動作することを必要とする、電子ビ
ーム・プローブ環境とは対照的に、ＤＵＴを真空中で動作させることに限定され
ていないからである。従来の電子ビームを用いて、大きなＰＣボード上などのシ
ステム環境で動作するＤＵＴをプローブするのは、大きなＰＣボードを収容する
ために、電子ビーム・プローブの真空室が法外に大きいことが要求されるので、
実用的ではないことに留意されたい。しかし、本発明は、ＤＵＴを真空室に配置
することを必要としないので、様々な動作環境で波形を獲得することができる。

【００３８】 図８は、本発明の他の実施形態８０１の図である。１．０６４μｍで動作する
モード・ロック・レーザ８０３は、光アイソレータ８０７を通過し、λ／２の半
波長板８０８を通過し、偏光ビーム・スプリッタ８０９を通過し、λ／４の４分
の１波長板８１０を通過し、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ８１１を通過
し、対物レンズ８１３を通過して、ＤＵＴ８１５のシリコンの背面を通ってドー
プ領域８１７上に集束するレーザ・ビーム８０５を生成する。

【００３９】 レーザ・ビーム８０５は、前面金属８１９から反射され、対物レンズ８１３を
通過し、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ８１１、λ／４の４分の１波長板
８１０および偏光ビーム・スプリッタ８０９によって絞り８２１に導かれる。反
射したレーザ・ビーム８０５は、絞り８２１によって導かれて、集束レンズ８２
３を通過して光ダイオード８２５に入る。光ダイオード８２５は、エレクトロニ
クス８２７に結合されており、ＤＵＴ８１５から反射されたレーザ・ビームの光
子の振幅変調を検出し、ドープ領域８１７での電圧の存在を決定する。

【００４０】 光アイソレータ８０７を使用して、レーザ８０３内に反射されて戻る光子の数
を最小にする。λ／２の半波長板８０８およびλ／４の４分の１波長板８１０を
偏光ビーム・スプリッタ８０９と共に使用して、ＤＵＴ８１５へのレーザ・ビー
ム８０５の透過率、並びにＤＵＴから絞り８２１に反射されたレーザ・ビーム８
０５の透過率を増大させて、信号対雑音比を最適化する。

【００４１】 また、図８に示す実施形態８０１は、タングステン照明源８２９を含む、モニ
タ用の撮像要素を含む。タングステン照明源８２９は、赤外線フィルタ８３３を
通過し、コリメータ・レンズ８３５を通過し、ビーム・スプリッタ８３７を通過
し、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ８１１を通過し、対物レンズ８１３を
通過して、ＤＵＴ８１５のシリコンの背面を通ってドープ領域８１７上に送られ
る光８３１を生成する。光８３１は、ＤＵＴ８１５から反射されて再び対物レン
ズ８１３を通過し、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ８１１を通過し、ビー
ム・スプリッタ８３７および集束レンズ８４１を通過して赤外線カメラ８４３へ
と反射される。反射光８３９により、赤外線カメラ８４３を用いて、ＤＵＴ８１
５の背面を撮像することが可能となる。ビデオ・モニタ８４５は、赤外線カメラ
８４３に結合されており、ＤＵＴ８１５のシリコンの背面の画像を観測する。こ
れにより、プローブする必要のあるドープ領域にレーザを集束させながら、その
場でドープ領域を直接観測することが可能となる。

【００４２】 本発明のさらに他の実施形態では、レーザ８０３は、走査レーザ光源としても
働くように構成することが可能である。この実施形態では、レーザ・スポットは
、撮像の目的で、ＤＵＴ８１５の背面を横切って走査されラスタ化される。この
実施形態では、ＤＵＴ８１５から反射されたレーザ光は赤外線カメラ８４３に送
られ、したがって、ＤＵＴ８１５の画像をビデオ・モニタ８４５上で観測するこ
とが可能である。この実施形態では、光学検出システムは、共焦点ベースの光学
システムである。

【００４３】 本発明のさらに他の実施形態では、光源またはレーザ４０７は、ＤＵＴの半導
体基板中を透過可能な波長で動作される。一実施形態では、レーザ４０７は、シ
リコン基板を通る約０．９μｍより長い波長で動作させられる。簡単に図４を参
照すると、レーザ４０７は、シリコン基板中を透過可能な約０．９μｍより長い
波長の光線またはレーザ・ビーム４１３を供給する。図４に示すように、レーザ
４０７は、能動領域４０３上に集束される。一実施形態では、光源またはレーザ
４０７は、赤外線連続波レーザ、またはＱスイッチ・レーザなどのパルス・レー
ザ、モード・ロック・レーザなどである。

【００４４】 一実施形態では、レーザ・ビーム４１３は、薄いシリコン基板を通過して能動
領域４０３に集束する。他の実施形態では、レーザ４０７は、約１．３μｍの波
長で動作させられ、レーザ・ビーム４１３は、薄くないシリコン基板を通過して
集束する。レーザ・ビーム４１３は、ビーム・スプリッタ４０９と、レーザ・ビ
ーム４１３を能動領域４０３上に集束させる対物レンズ４１１とを通過する。レ
ーザ・ビーム４１３は、基板および能動領域４０３を通過し、能動領域４０３の
背後でコンタクト／金属４０６から反射され、再び能動領域４０３および基板を
通過する。反射レーザ・ビーム４１５は、対物レンズ４１１を通過して戻り、ビ
ーム・スプリッタ４０９を通過して検出器４１７に導かれる。検出器４１７は、
能動領域４０３における信号に対応する、出力信号４１９を生成する。この実施
形態では、反射レーザ・ビーム４１５は、能動領域４０３付近の変化する空乏領
域の結果として生じるフリー・キャリアの吸収に応答して変調される。

【００４５】 例えば、図９Ａは、ＤＵＴ９０５の基板内のフリー・キャリア９１１を示す。
一実施形態では、ＤＵＴ９０５の基板はシリコンを含む。レーザ・ビーム９０９
は、ＤＵＴ９０５のシリコンの背面を通過して能動領域９０３に入り、アイソレ
ータ９０４を通過し、金属９０７から反射されてＤＵＴ９０５のシリコンの背面
から出ることが示されている。一実施形態では、能動領域９０３はＰ−Ｎ接合を
含む。これは、一実施形態では、ＭＯＳトランジスタのドレインなどである。図
９Ａに示す実施形態では、シリコンは赤外光に対し部分的に透明なので、レーザ
・ビーム９０９は、ＤＵＴ９０５のシリコン中を透過可能な波長を有する赤外線
レーザ・ビームである。フリー・キャリア吸収の結果、レーザ・ビーム９０９は
、Ｐ−Ｎ接合の付近で部分的に吸収される。

【００４６】 図９Ａは、能動領域９０３の付近に空乏領域がないとき、フリー・キャリア９
１１が能動領域の付近に分布していることを示している。しかし、図９Ｂは、バ
イアスが能動領域９０３に印加されているとき、空乏領域９１３が能動領域９０
３の付近で形成され、それによりフリー・キャリア９１１が、能動領域９０３か
ら一掃されることを示している。能動領域９０３に印加するバイアスを変化させ
ることによって、それに応じて空乏領域９１３が変化する。空乏領域９１３が変
化することによって、能動領域９０３付近のフリー・キャリア９１１が変化され
る。能動領域に加えられた信号に応答して能動領域９０３付近のフリー・キャリ
ア９１１が変化することによって、それに応じてレーザ・ビーム９０９のフリー
・キャリア吸収が変調される。

【００４７】 これは、数学的に以下のように説明することができる。

【００４８】 標準Ｐ−Ｎ接合モデルを使用することによって、Ｐ−Ｎ接合の空間電荷分布プ
ロファイルは、片側階段接合として近似することができる。この場合、電界Ｅお
よび空乏層の幅Ｗは、次式で与えられる。

【数１】 上式でｑは電子の電荷、ε_sはシリコンの誘電率、Ｖ_RBは逆バイアス電圧（また
は信号）、

【数２】 はＰ−Ｎ接合のビルトイン・ポテンシャルである。

【００４９】 第１近似として、空乏領域９１３を通過するレーザ・ビーム９０９の変調は、
次式の形であると仮定することができる。 変調〜（１−ｅ^-a(w)） （３） ａ（ｗ）は、空乏領域９１３内のフリー・キャリア吸収により結果的に得られる
寄与である。フリー・キャリアの効果は非常に小さいことが既知であるので（１
００万あたり若干程度）、式３の指数関数は、べき級数展開によって近似するこ
とができる。

【００５０】 小さい値ｘに対し、ｅ^-x〜（１−ｘ）なので、式（３）は次のように近似する
ことができる。 変調〜ａ（ｗ） （４）

【００５１】 式（４）から、レーザ・ビーム９０９の光学変調は、空乏領域９１３の幅に比
例することがわかる。式（２）から、光学信号は、Ｐ−Ｎ接合に印加された電気
信号（Ｖ_RB）に直接比例する。

【００５２】 光のフリー・キャリア吸収は、光の波長の２乗に比例することに留意されたい
。したがって、レーザ・ビーム９０９のフリー・キャリアで誘導された変調は、
レーザ・ビーム９０９の波長の２乗に比例する。したがって、レーザ・ビーム９
０９のフリー・キャリアの誘導変調は、レーザ・ビーム９０９の２乗に比例する
。したがって、一実施形態では、フリー・キャリア吸収に応答するレーザ・ビー
ム９０９の変調は、レーザ・ビーム９０９の波長の２乗に比例して増大する。し
たがって、より長い波長（＞０．９μｍ）を使用して、信号の大きさを増大させ
ることができる。しかし、レーザ・ビーム９０９の波長が長くなるにつれ、それ
に対応して基板での吸収が増大し、これによって、使用できる最大波長が制限さ
れる可能性がある。レーザ・ビーム９０９に対し、シリコンのバンド・ギャップ
波長である約１．１μｍより長い波長を使用する利点は、これより長い波長では
、光子エネルギーがＤＵＴ９０５のシリコン・バンドギャップよりも低くなるこ
とである。したがって、１．３μｍで、レーザ・ビーム９０９によって生成され
る非常に小さい光電流があることになる。これにより、レーザ・ビーム９０９に
対し、より大きな入射レーザ・パワーを使用することが可能となり、光ダイオー
ドに対するより大きな戻り信号が得られる。

【００５３】 以上の説明は、半導体内に配置された集積回路のドープ領域で、ドープ領域を
露出させるために基板をミリングする必要なく、または基準ビームとして使用す
る第２レーザ・ビームを供給する必要なく、電界を検出する方法および装置に関
するものである。ここで説明している赤外レーザ・ベースの光プローブを用いる
と、フリップ・チップ・パッケージ集積回路上のシリコンの背面を介してドープ
領域から直接電圧および電界を測定する技術が提供される。

【００５４】 上記の詳細な説明においては、本発明の方法および装置について、その特定の
例示的実施形態に関して説明してきた。しかし、本発明のより広範な精神および
範囲から逸脱することなく、本発明に対し様々な修正および変更を行うことが可
能であることは明らかであろう。したがって、本明細書および図は、限定的なも
のではなく、例示的であると見なすべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 今日のワイヤ・ボンド技術を示す図である。

【図１Ｂ】 フリップ・チップまたはフリップ・チップ・パッケージング技術を示す図であ
る。

【図２】 ２つのレーザ・ビームを用いて、シリコン２極接合の背面を介して能動領域を
プローブし、電荷密度の変調による一方のレーザ・ビームと他方のレーザ・ビー
ムの位相シフトを測定する従来の方法の図である。

【図３】 ヒ化ガリウム基板で使用される電気光学効果を用いて、集積回路を光学的にプ
ローブする従来の方法の図である。

【図４】 本発明の教示による、単一レーザ・ビームを用いて能動領域をプローブする様
子を示す図である。

【図５】 本発明を用いて生成することのできる様々な波形を示す図である。

【図６】 本発明の教示による、単一レーザ・ビームによってＰ−Ｎ接合内の空乏領域を
プローブする様子を示す図である。

【図７】 高電圧が基板を横切って印加されている高度にドープされたシリコン基板にお
いて、様々な温度で測定した測定電気吸収を波長の関数としてプロットしたグラ
フである。

【図８】 本発明の教示による、能動領域をプローブおよびモニタする本発明の他の実施
形態の図である。

【図９Ａ】 付近に空乏領域がないときの、Ｐ−Ｎ接合付近のフリー・キャリアを示す図で
ある。

【図９Ｂ】 Ｐ−Ｎ接合付近の空乏領域にフリー・キャリアがないことを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 イー，ウェイ・ムン マレーシア国・11700・ペナン・ロロング デリマ セプラー・ナンバー２−ダブリ ュ Ｆターム(参考） 2G011 AA01 AC03 AE22 2G035 AA08 AA12 AD28 AD37 AD38 AD43 2G059 AA10 BB08 EE01 EE02 EE17 GG01 GG08 GG10 HH01 JJ02 JJ07 JJ11 JJ22 JJ30 KK01 KK04 2G132 AA00 AE14 AF14 AL11

Claims (50)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路における信号を検出する手段であって、 赤外光線を、集積回路の半導体基板の背面を通り、前記信号に応答して変化す
   る集積回路の空乏領域を通って送るステップと、 空乏領域を通り、半導体基板の背面を通過した反射赤外光線の振幅変調を検出
   するステップとを含む方法。
2. 【請求項２】 半導体基板の背面を通って赤外光線を送るステップが、半導
   体基板中を透過可能な波長でレーザを動作させるステップを含む請求項１に記載
   の方法。
3. 【請求項３】 半導体基板中を透過可能な波長でレーザを動作させるステッ
   プが、約０．９μｍより長い波長でレーザを動作させるステップを含む請求項２
   に記載の方法。
4. 【請求項４】 半導体基板中を透過可能な波長でレーザを動作させるステッ
   プが、約１．３μｍの波長でレーザを動作させるステップを含む請求項２に記載
   の方法。
5. 【請求項５】 空乏領域が集積回路の能動領域に近接している請求項１に記
   載の方法。
6. 【請求項６】 半導体基板がシリコンを備える請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 能動領域がＮドープ領域である請求項５に記載の方法。
8. 【請求項８】 Ｎドープ領域がＰ基板内に配置されている請求項７に記載の
   方法。
9. 【請求項９】 能動領域がＰドープ領域を備える請求項５に記載の方法。
10. 【請求項１０】 Ｐドープ領域がＮ基板内に配置されている請求項９に記載
    の方法。
11. 【請求項１１】 半導体基板が完全パッケージされた集積回路に含まれる請
    求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 完全パッケージされた集積回路が、フリップ・チップがパ
    ッケージされた集積回路に含まれる請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 テスタ装置を用いて、完全パッケージされた集積回路を動
    作させる追加のステップを含む請求項１１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 プリント回路板上で、完全パッケージされた集積回路を動
    作させる追加のステップを含む請求項１１に記載の方法。
15. 【請求項１５】 反射赤外光線の振幅変調を検出するステップが、能動領域
    付近に配置された前面金属から光線を反射するステップを含む請求項５に記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 赤外光線を半導体基板を通って送るステップの前に、半導
    体基板を約１００〜２００μｍに薄くする追加のステップを含む請求項１に記載
    の方法。
17. 【請求項１７】 赤外光線を出力するように構成された光源と、 光源と集積回路の間に配置され、光線を、信号に応答して変化する集積回路の
    空乏領域を通り、半導体基板の背面を通るように送る対物レンズと、 光源と対物レンズの間に配置されたビーム・スプリッタと、 空乏領域を通り、半導体基板の背面を通り、対物レンズを通り、ビーム・スプ
    リッタを通過した反射光線の振幅変調を検出するように配置された検出器とを備
    える集積回路内の信号を検出するデバイス。
18. 【請求項１８】 空乏領域が集積回路の能動領域に近接している請求項１７
    に記載のデバイス。
19. 【請求項１９】 振幅変調がフリー・キャリアによる光線の吸収によって生
    じる請求項１７に記載のデバイス。
20. 【請求項２０】 光源とビーム・スプリッタの間に配置された光アイソレー
    タをさらに備える請求項１７に記載のデバイス。
21. 【請求項２１】 ビーム・スプリッタが偏光ビーム・スプリッタを備え、デ
    バイスが、λ／２の半波長板とλ／４の４分の１波長板とをさらに備え、偏光ビ
    ーム・スプリッタが、λ／２の半波長板とλ／４の４分の１波長板との間に配置
    されている請求項２０に記載のデバイス。
22. 【請求項２２】 光源が連続波レーザを備える請求項１７に記載のデバイス
    。
23. 【請求項２３】 光源がパルス・レーザを備える請求項１７に記載のデバイ
    ス。
24. 【請求項２４】 能動領域を照射するように構成された照明源をさらに備え
    る請求項１７に記載のデバイス。
25. 【請求項２５】 光源が能動領域を照射するように構成された照明源である
    請求項１７に記載のデバイス。
26. 【請求項２６】 照明源が、赤外線フィルタ、コリメータ・レンズ、もう１
    つ他のビーム・スプリッタ、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ、および対物
    レンズを通過して能動領域を照射する請求項２４に記載のデバイス。
27. 【請求項２７】 対物レンズ、ダイクロイック・ビーム・スプリッタ、もう
    １つのビーム・スプリッタ、および第１集束レンズを通して能動領域をモニタす
    るように構成された赤外線カメラをさらに備える請求項２６に記載のデバイス。
28. 【請求項２８】 検出器が、反射光線を第２集束レンズ上に誘導するように
    構成されている絞りを備え、第２集束レンズは、反射光線を光ダイオード上に集
    束させるように構成されており、光ダイオードは、反射光線を検出するように検
    出器エレクトロニクスに結合されている請求項１７に記載のデバイス。
29. 【請求項２９】 集積回路の半導体のバンド・ギャップに近い波長でレーザ
    ・ビームを動作させるステップと、 半導体の背面を通って半導体の能動領域上にレーザ・ビームを集束させるステ
    ップと、 能動領域を通り、半導体の背面を通過した反射レーザ・ビームの振幅変調を検
    出するステップと を含む集積回路内の電界を検出する方法。
30. 【請求項３０】 半導体のバンド・ギャップの変化に応答して波長を調整す
    る追加のステップを含む請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 反射レーザ・ビームの振幅変調に応答して出力波形を生成
    する追加のステップを含む請求項２９に記載の方法。
32. 【請求項３２】 半導体がシリコンを備える請求項２９に記載の方法。
33. 【請求項３３】 能動領域がＮドープ領域を備える請求項２９に記載の方法
    。
34. 【請求項３４】 Ｎドープ領域がＰ基板内に配置されている請求項３３に記
    載の方法。
35. 【請求項３５】 能動領域がＰドープ領域を備える請求項２９に記載の方法
    。
36. 【請求項３６】 Ｐドープ領域がＮ基板内に配置されている請求項３５に記
    載の方法。
37. 【請求項３７】 半導体が、完全パッケージされた集積回路に含まれる請求
    項２９に記載の方法。
38. 【請求項３８】 完全パッケージされた集積回路が、フリップ・チップ・パ
    ッケージ集積回路である請求項３７に記載の方法。
39. 【請求項３９】 テスタ装置を用いて、完全パッケージされた集積回路を動
    作させる追加のステップを含む請求項３７に記載の方法。
40. 【請求項４０】 プリント回路板上で、完全パッケージされた集積回路を動
    作させる追加のステップを含む請求項３７に記載の方法。
41. 【請求項４１】 検出ステップが、能動領域付近に配置された前面金属から
    レーザ・ビームを反射するステップを含む請求項２９に記載の方法。
42. 【請求項４２】 半導体の背面を通って能動領域上にレーザ・ビームを集束
    させるステップの前に、半導体を約１００〜２００μｍに薄くする追加のステッ
    プを含む請求項２９に記載の方法。
43. 【請求項４３】 検出ステップが、集積回路の能動領域を横切ってバイアス
    を加えるステップを含む請求項２９に記載の方法。
44. 【請求項４４】 レーザ・ビームが連続波レーザ・ビームである請求項２９
    に記載の方法。
45. 【請求項４５】 レーザ・ビームがパルス・レーザ・ビームである請求項２
    ９に記載の方法。
46. 【請求項４６】 検出ステップが、反射レーザ・ビームを光学検出システム
    に誘導するステップを含む請求項２９に記載の方法。
47. 【請求項４７】 光源を用いて、半導体の背面を通して能動領域を照射する
    追加のステップを含む請求項２９に記載の方法。
48. 【請求項４８】 光源がレーザ・ビームであり、能動領域を照射するステッ
    プが、能動領域を横切ってレーザ・ビームをラスタ化するステップを含む請求項
    ４７に記載の方法。
49. 【請求項４９】 光学検出システムが、共焦点ベースの光学システムである
    請求項４８に記載の方法。
50. 【請求項５０】 ビデオ・モニタに結合された赤外線カメラを用いて、半導
    体の背面を通して能動領域をモニタする追加のステップを含む請求項２９に記載
    の方法。