JP3197325B2 - Semiconductor test equipment using optical signals - Google Patents

Semiconductor test equipment using optical signals

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JP3197325B2
JP3197325B2 JP08818392A JP8818392A JP3197325B2 JP 3197325 B2 JP3197325 B2 JP 3197325B2 JP 08818392 A JP08818392 A JP 08818392A JP 8818392 A JP8818392 A JP 8818392A JP 3197325 B2 JP3197325 B2 JP 3197325B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガリウムひ素基板上に形
成された高速素子や集積回路を試験するための試験装置
に関する。さらに具体的には、高速の被測定物のパルス
特性などを、光信号の印加により精度高く測定すること
を可能とした改良された装置を提供せんとするものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a test apparatus for testing high-speed devices and integrated circuits formed on a gallium arsenide substrate. More specifically, it is an object of the present invention to provide an improved device that can measure a pulse characteristic of a high-speed device under test with high accuracy by applying an optical signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】 情報処理システムの大容量化、高
速化が進み、その信号を処理するための情報処理システ
ムは、そのハードおよびソフトにおいて高速化が望まれ
てきている。とくに、ハード面では、ガリウムひ素等の
キャリアのモビリティーが大きい半導体基板を使うこと
によって高速化が進み、かつ、パターンを微細化し、高
集積化して市場のニーズに応えてきている。このような
ガリウムひ素の集積回路も現在では半導体メーカー各社
で開発され、たとえば、株式会社日立製作所製ロジック
ICのHS6900シリーズでは2.4ギガビット/秒
の高速信号処理を、また、米国ギガビット・ロジック
(Gigabit Logic,Inc.)社製10G
ピコロジック系列(PicoLogic Famil
y)は3GHzの動作を保証している。
2. Description of the Related Art The capacity and speed of an information processing system have been increasing, and an information processing system for processing its signal has been demanded to have high speed in hardware and software. In particular, on the hardware side, the use of a semiconductor substrate having high mobility of carriers such as gallium arsenide has increased the speed, and has been responding to the needs of the market by making the pattern finer and more highly integrated. Such gallium arsenide integrated circuits are now being developed by semiconductor manufacturers. For example, the HS6900 series of logic ICs manufactured by Hitachi, Ltd. has a high-speed signal processing of 2.4 gigabits / sec. Gigabit Logic, Inc.) 10G
PicoLogic Family
y) guarantees operation at 3 GHz.

【0003】ところで、このような高速集積回路の開発
や検査においては、その性能を確認するために高速のク
ロック信号とデータ信号のようにスキュー関係(タイミ
ング関係)が明確になっている信号をICチップ内に入
力する必要性があり、そのマージンを知る必要性があ
る。また、それとともに集積回路(IC)から出力され
てくる高速信号を観測する必要性がある。
In the development and inspection of such a high-speed integrated circuit, a signal having a clear skew relationship (timing relationship) such as a high-speed clock signal and a data signal is used in order to confirm its performance. It is necessary to input in the chip, and it is necessary to know the margin. In addition, it is necessary to observe a high-speed signal output from an integrated circuit (IC).

【0004】現在、このような評価をするにはICを専
用の装置に搭載し、その装置のコネクタを介して外部の
パルス・パターン・ジェネレータやサンプリング・オシ
ロスコープに接続する方法と、オンウェハー・プローブ
で直接ウェハー上の専用パッドに接続し、外部の機器に
接続する方法がある。ところが、実際には多くの場合、
ウェハーからチップを切り出し、専用の装置に搭載して
検査するということはなく、切断前のウェハー上のポイ
ントで抵抗と容量の値を測ることによって、その時定数
から計算で特性をシミュレーションしている。あるいは
ウェハー上の端にテスト用の単体素子を配置し、その特
性から類推している。
At present, in order to perform such an evaluation, a method in which an IC is mounted on a dedicated device and connected to an external pulse pattern generator or a sampling oscilloscope via a connector of the device, and an on-wafer probe There is a method of connecting directly to dedicated pads on the wafer and connecting to external equipment. However, in most cases,
Rather than cutting chips out of the wafer and mounting them in a dedicated device for inspection, they measure the resistance and capacitance values at points on the wafer before cutting, and simulate the characteristics by calculation from their time constants. Alternatively, a test single element is arranged at the edge on the wafer, and the characteristics are inferred.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】測定用の装置に装着し
て特性測定をする場合、この装置の性能と、搭載の仕方
による特性と、被測定物の特性とを総合的に評価するこ
とになる。測定装置の特性が被測定物の特性よりも充分
上回っているときには問題は生じないが、同等程度にな
る場合には、装置自体の特性を明確にしておかなけれ
ば、被測定物の特性を正確に知ることはできない。しか
し、信号が高速になればなるほど、入出力コネクタとの
インタフェースを設計することは難しく、入出力コネク
タの形状は外部に接続される測定装置との関係でサイズ
が決まっているので、多チャンネルになると装置自身の
大きさがかなり大きくなり、また、その大きさのために
入力コネクタ間でIC迄の距離および伝搬時間に違いが
生じ、タイミング依存性や位相マージンを正確に知るこ
とは非常に難しいという解決されるべき課題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION When measuring characteristics by mounting the device on a measuring device, it is necessary to comprehensively evaluate the performance of the device, the characteristics of the mounting method, and the characteristics of the object to be measured. Become. There is no problem when the characteristics of the measuring device are sufficiently higher than the characteristics of the device under test.However, when the characteristics are comparable, the characteristics of the device under test cannot be accurately measured unless the characteristics of the device itself are clarified. Can not know. However, the higher the signal speed, the more difficult it is to design an interface with the input / output connector, and the shape of the input / output connector is determined by the size of the externally connected measuring device. Then, the size of the device itself becomes considerably large, and the size causes a difference in the distance to the IC and the propagation time between the input connectors, so that it is very difficult to accurately know the timing dependency and the phase margin. There was a problem to be solved.

【0006】また、ウェハーを測定用装置に接続する信
号線の数も多くなるために、頻繁にウェハーに測定用の
コネクターを接続したり外したりはできないという課題
が残されていた。
In addition, since the number of signal lines for connecting the wafer to the measuring apparatus is increased, there remains a problem that the measuring connector cannot be frequently connected to or disconnected from the wafer.

【0007】オンウェハー・プローブでは専用のパッド
(測定端子)を設ける必要があり、ウェハーに直接接触
しなければならないので、傷を付けてしまうことがあ
る。また、ICに対し専用のプローバ・カードをその都
度設計制作する必要がある。ウェハー・プローブの高周
波特性は、たとえば米国のカスケード・マイクロテック
社(CASCADE MICROTECH)のWPHシ
リーズでは、直流から50GHzの測定可能な周波数範
囲を有している。このような高周波特性の測定は、ネッ
トワーク・アナライザーを使って行うため、測定系の特
性は補正をかけることによって、ある程度の範囲におい
てキャンセルでき、プローバの周波数特性はあまり問題
にならない。しかし、リアルタイムでスキューの観測を
する場合には、高速パルスの入出力が必要とされ、この
ようなプローバでは高速信号を劣化なく導入することは
不可能である。また、ICのスキューを調整するため
に、ICの伝送路の伝搬遅延時間を正確に知る必要があ
るが、ウェハー上でのこのようなタイムドメイン(時間
領域)の測定は実施できないという解決されねばならな
い課題があった。
In the on-wafer probe, a dedicated pad (measurement terminal) needs to be provided, and the probe must be in direct contact with the wafer, which may cause a scratch. Also, it is necessary to design and produce a dedicated prober card for the IC each time. The high-frequency characteristics of the wafer probe have a measurable frequency range from DC to 50 GHz in the WPH series of CASCADE MICROTECH in the United States. Since the measurement of such high-frequency characteristics is performed using a network analyzer, the characteristics of the measurement system can be canceled within a certain range by applying a correction, and the frequency characteristics of the prober do not cause much problem. However, when observing the skew in real time, it is necessary to input and output a high-speed pulse, and such a prober cannot introduce a high-speed signal without deterioration. In addition, in order to adjust the skew of the IC, it is necessary to know the propagation delay time of the transmission line of the IC accurately, but if such a time domain (time domain) measurement cannot be performed on a wafer, it must be solved. There was a problem that had to be done.

【0008】ICの開発や検査の段階において、ICに
非接触で高速の信号を多チャンネル同時に導入し、か
つ、IC上の任意の点の信号を観測したいという強い要
求がある。任意の点の信号の観測については、電気光学
効果を用いた非接触プロービングが研究されている(文
献 IBM Journal of Research and Development V
ol.34, No.2/3, 3月/5月 1990 P.141-172 お
よび 1990年電子情報通信学会秋期全国大会 C291,
292, 293 )。このようなプロービングのみが発達して
も、信号を被測定回路に導入できなければシステムとし
ては未完成である。この問題を解決するために被測定回
路チップ上に高速信号源を作り込み、ボンディング・ワ
イヤやコネクタの問題を排除し、回路の特性を知る研究
が始まっている(NTT R&D Vol.40 N
o.1 1991)。このシステムでは、光電変換素子
をチップ上に形成している。ところが、このシステムの
光信号源はインパルスであるため、素子のインパルス応
答を知ることには適しているが、回路全体の評価をする
という点では問題がある。また、この光信号源にはモー
ド同期法が使われているために、任意の繰り返し周波数
を選択することができないという未解決の課題が残され
ていた。
[0008] In the stage of IC development and inspection, there is a strong demand that a high-speed signal be introduced into the IC in a non-contact manner at the same time on multiple channels and that a signal at an arbitrary point on the IC be observed. Non-contact probing using the electro-optic effect has been studied for observation of signals at arbitrary points (Reference IBM Journal of Research and Development V
ol.34, No.2 / 3, March / May 1990 P.141-172 and 1990 IEICE Autumn Conference C291,
292, 293). Even if only such probing is developed, if the signal cannot be introduced into the circuit under test, the system is incomplete. In order to solve this problem, research has been started to build a high-speed signal source on the circuit chip under test, eliminate the problem of bonding wires and connectors, and know the characteristics of the circuit (NTT R & D Vol. 40N).
o. 1 1991). In this system, a photoelectric conversion element is formed on a chip. However, since the optical signal source of this system is an impulse, it is suitable for knowing the impulse response of the element, but there is a problem in evaluating the entire circuit. Further, since the mode locking method is used for this optical signal source, there remains an unsolved problem that an arbitrary repetition frequency cannot be selected.

【0009】ウェハー基板上の被測定素子あるいは被測
定集積回路に測定信号である立上がり時間が十数psの
パルス信号をプローバー等で導入することは、プローバ
ーあるいはプローバーと基板間で信号の立上がり時間の
劣化が生じるために極めて困難であり、このようなパル
ス信号の劣化を演算によって補正することは容易ではな
いという解決されるべき課題があった。
Introducing a pulse signal having a rise time of more than 10 ps, which is a measurement signal, to a device to be measured or an integrated circuit to be measured on a wafer substrate by a prober or the like requires a prober or a rise time of a signal between the prober and the substrate. There is a problem to be solved in that it is extremely difficult to cause deterioration, and it is not easy to correct such deterioration of the pulse signal by calculation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたものであり、高速パルスの劣
化をなくすために、光信号を用いて非接触で比較的低速
な測定信号をウェハー上に導入し、ウェハー上において
立上がり時間を改善して高速信号を被測定素子あるいは
被測定集積回路(IC)に導入するようにした。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and in order to eliminate the deterioration of a high-speed pulse, a non-contact, relatively low-speed measurement signal is used by using an optical signal. Was introduced on the wafer, and the rise time was improved on the wafer to introduce a high-speed signal to the device under test or the integrated circuit (IC) under test.

【0011】非接触で高速信号をICに導入する手段と
して、フォト・コンダクタと非線形伝送路と波形整形器
を集積化した光トリガ高速信号発生器を被測定素子およ
び被測定回路と同一のウェハー基板上に形成することに
より、ウェハー基板上の高速素子およびICを試験する
ように構成した。
As a means for introducing a high-speed signal into an IC without contact, a light-triggered high-speed signal generator integrating a photoconductor, a non-linear transmission line, and a waveform shaper is mounted on the same wafer substrate as the device under test and the circuit under test. Formed on top, it was configured to test high speed devices and ICs on a wafer substrate.

【0012】この光トリガ高速信号発生器を単数あるい
は複数個、ウェハー上に集積化することによって、非接
触で高速信号をウェハー上の測定対象素子あるいはIC
上に導入することができる。光トリガ信号は空間を介し
て非接触でウェハー上の光トリガ高速信号発生器に導入
できる。この光信号をICなどに導入するために、光フ
ァイバーの先をテーパー状に加工した先球テーパー・フ
ァイバーをアレー状に複数本集積化し使用すれば、ウェ
ハー上の集積回路の微小な入力に多チャンネルの光信号
を導入できる。チャンネル間スキュー調整に光遅延回路
を使用することによって、ジッタの発生がなく、そのう
え遅延をかけることによる波形品質の劣化を防止してい
る。これにより正確なチャンネル間スキューの設定が可
能となる。フォト・コンダクタはフォト・ダイオードに
比べ構造が簡単なため、非線形伝送路および波形整形器
とともに、被測定素子あるいは被測定ICを形成したガ
リウムひ素のウェハー基板上に作ることが容易である。
By integrating one or more of the optical trigger high-speed signal generators on a wafer, a non-contact high-speed signal can be transmitted to a device to be measured or an IC on the wafer.
Can be introduced above. The light trigger signal can be introduced into the light trigger high-speed signal generator on the wafer in a contactless manner through the space. In order to introduce this optical signal into an IC, etc., by integrating and using a plurality of tapered optical fibers in the form of a tapered optical fiber tip, multi-channels can be used for the minute input of the integrated circuit on the wafer. Optical signal can be introduced. By using an optical delay circuit for skew adjustment between channels, jitter does not occur, and furthermore, deterioration of waveform quality due to delay is prevented. This enables accurate setting of the skew between channels. Since the photoconductor has a simpler structure than the photodiode, it can be easily formed on the gallium arsenide wafer substrate on which the device under test or the device under test is formed, together with the nonlinear transmission path and the waveform shaper.

【0013】非線形伝送路によって立上がり時間が数1
0psの信号を10ps以下にできるので、フォト・コ
ンダクタに入力する光トリガ信号には高速性は要求され
ない。したがって、高速光パルスを発生する色素レーザ
ーのような、大きく取り扱いが不便で繰り返し周波数が
固定である信号源を使う必要が無く、取扱が簡便で繰り
返し周期等を広範囲に変化させることができる半導体レ
ーザーをパルス幅の圧縮無しで使用することができる。
フォト・コンダクタはオン時においてもそのインピーダ
ンスは大きく数キロオームはあり、フォト・コンダクタ
の出力を非線形伝送路のインピーダンスで終端できるの
で、非線形伝送路自身や負荷のVSWR(電圧定在波
比)が悪く、反射波が発生しても、この終端器で吸収で
きる。また、フォト・ダイオードは電流源であるからバ
イアスを変えても取出せる信号は同じであるが、本発明
において採用するフォト・コンダクタには、大きなバイ
アス電圧を加えておけば、大きな信号を取出すことが可
能である。フォト・コンダクタによって発生した2〜3
Vで立上がり時間が約50psの信号は、最適化設計さ
れた非線形伝送路によって立上がり時間が10ps以下
に波形整形され、方向性結合器等によって所望のパルス
幅に整形される。
[0013] The rise time is several tens due to the nonlinear transmission path.
Since the signal of 0 ps can be reduced to 10 ps or less, high speed is not required for the optical trigger signal input to the photoconductor. Therefore, there is no need to use a signal source such as a dye laser that generates high-speed light pulses, which is inconvenient to handle and has a fixed repetition frequency. It is easy to handle, and a semiconductor laser that can change the repetition cycle over a wide range. Can be used without pulse width compression.
Even when the photoconductor is on, its impedance is large and several kilo-ohms, and the output of the photoconductor can be terminated by the impedance of the non-linear transmission line. Therefore, the VSWR (voltage standing wave ratio) of the non-linear transmission line itself and the load is poor. Even if a reflected wave is generated, it can be absorbed by this terminator. Also, since the photodiode is a current source, the signal that can be extracted even when the bias is changed is the same.However, if a large bias voltage is applied to the photoconductor adopted in the present invention, a large signal can be extracted. Is possible. 2-3 generated by photoconductor
A signal having a rise time of about 50 ps at V is shaped into a rise time of 10 ps or less by an optimized nonlinear transmission line, and shaped into a desired pulse width by a directional coupler or the like.

【0014】このようにフォト・コンダクタと非線形伝
送路と波形整形器を集積化した光トリガ高速信号発生器
を被測定素子および被測定ICと同一のウェハー基板上
に形成することによって、高速測定信号をウェハー基板
上の高速素子およびICに導入することができる。
By forming the photo-triggered high-speed signal generator in which the photoconductor, the nonlinear transmission path, and the waveform shaper are integrated on the same wafer substrate as the device to be measured and the IC to be measured, Can be introduced into high-speed devices and ICs on a wafer substrate.

【0015】また、被測定ICあるいは素子と同一ウェ
ハー上に従来の広帯域サンプリング・ゲートあるいは広
帯域フォト・サンプリング・ゲートを形成することによ
り、ウェハー基板上で高速信号をサンプリングし、第2
サンプリング・ゲートであるストレッチャー回路により
低速信号に変換して、プローバあるいは測定用治具等の
外部測定器とのインタフェースによる信号の劣化を排除
し、被測定ICあるいは素子から出力される高速信号の
観測を可能とし、ウェハーからの信号の取出しをきわめ
て容易にした。
Further, by forming a conventional wide band sampling gate or a wide band photo sampling gate on the same wafer as the IC or device to be measured, a high-speed signal is sampled on the wafer substrate,
The signal is converted into a low-speed signal by a stretcher circuit that is a sampling gate to eliminate signal deterioration due to an interface with an external measuring instrument such as a prober or a measuring jig. Observation was made possible, and it was extremely easy to extract signals from the wafer.

【0016】これらの測定回路は被測定回路の入出力端
子に接続されているため、測定が終了した後、被測定回
路に通常の動作をさせるときに不都合である。したがっ
て、測定終了後には測定回路が被測定回路から完全に分
離されることが望ましい。本測定回路はウェハー基板上
で被測定回路とはスクライブによって切断されることに
よって完全に分離することができ、したがって、測定が
終了した後には、ICとして本来の動作が可能となる。
Since these measuring circuits are connected to the input / output terminals of the circuit to be measured, it is inconvenient when the circuit to be measured is operated normally after the measurement is completed. Therefore, it is desirable that the measurement circuit be completely separated from the circuit to be measured after the measurement is completed. The measurement circuit can be completely separated from the circuit to be measured by scribing on the wafer substrate, so that after the measurement is completed, the original operation of the IC becomes possible.

【0017】また、ここで電気光学効果を利用したサン
プリング方式を用いることで非接触で任意の点の信号観
測をも可能としている。
Also, by using a sampling method utilizing the electro-optic effect, it is possible to observe a signal at an arbitrary point in a non-contact manner.

【0018】[0018]

【作用】このようにフォト・コンダクタと非線形伝送路
と波形整形器、そしてサンプリング・ゲートをガリウム
ひ素のウェハー基板上に集積化することにより装置を小
型化でき、かつ、非接触で高速信号を被測定回路あるい
は被測定素子に導入し、容易にウェハー基板上から高速
信号情報を取り出すことができ、高速ICの試験が可能
となる。また、電気光学効果によるサンプリング方式と
組み合わせることによって、非接触高速IC試験装置を
実現することができる。
By integrating the photoconductor, the non-linear transmission line, the waveform shaper, and the sampling gate on the gallium arsenide wafer substrate in this manner, the device can be miniaturized, and high-speed signals can be received in a non-contact manner. High-speed signal information can be easily taken out from a wafer substrate by being introduced into a measurement circuit or a device under test, and a high-speed IC test can be performed. In addition, a non-contact high-speed IC test apparatus can be realized by combining with a sampling method using the electro-optic effect.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の第1の実施例を図1に示し、これを
用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 and will be described with reference to FIG.

【0020】本発明の光トリガによる高速信号発生器を
被測定物であるガリウムひ素ウェハー10上に被測定集
積回路と被測定素子とともに集積化している。ここで、
12は被測定集積回路、14は被測定素子、100は光
トリガ高速信号発生器、109は光トリガ高速信号発生
器100を評価するための伝送路、102は光トリガ高
速信号発生器100に含まれたダイオードの静電容量を
検査するためのダイオード容量検査用セルである。
A high-speed signal generator using a light trigger according to the present invention is integrated on a gallium arsenide wafer 10 to be measured together with an integrated circuit to be measured and a device to be measured. here,
12 is an integrated circuit to be measured, 14 is a device to be measured, 100 is an optical trigger high-speed signal generator, 109 is a transmission line for evaluating the optical trigger high-speed signal generator 100, and 102 is included in the optical trigger high-speed signal generator 100 This is a diode capacitance inspection cell for inspecting the capacitance of the obtained diode.

【0021】高速で大規模集積しているICを開発する
ときには、ガリウムひ素ウェハー10上には数個の被測
定集積回路12のチップしか搭載せず、高周波特性を知
るためにガリウムひ素ウェハー10の一部に被測定集積
回路12と同一のプロセスで作ったトランジスタ素子な
どの被測定素子14を配置している。したがって、ガリ
ウムひ素ウェハー10上の空きスペースに、光信号でト
リガすることのできる光トリガ高速信号発生器100を
形成し、高速パルス信号を被測定素子14あるいは被測
定集積回路12に印加することができる。ダイオード容
量検査用セル102によって、光トリガ高速信号発生器
100に含まれた非線形伝送路の性能を支配するダイオ
ードの逆電圧対静電容量特性を容易に測定することがで
きる。
When developing a high-speed and large-scale integrated IC, only a few chips of the integrated circuit under test 12 are mounted on the gallium arsenide wafer 10, and the gallium arsenide wafer 10 is used to know the high frequency characteristics. A device under test 14 such as a transistor device manufactured in the same process as the integrated circuit 12 under test is arranged in a part. Therefore, a light-triggered high-speed signal generator 100 that can be triggered by an optical signal is formed in an empty space on the gallium arsenide wafer 10 and a high-speed pulse signal can be applied to the device under test 14 or the integrated circuit under test 12. it can. The diode capacitance test cell 102 can easily measure the reverse voltage versus capacitance characteristics of the diode that governs the performance of the nonlinear transmission path included in the light-triggered high-speed signal generator 100.

【0022】図2には図1の重要な構成要素である光ト
リガ高速信号発生器100の詳細な構成が示されてい
る。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the optical trigger high-speed signal generator 100 which is an important component of FIG.

【0023】122は光トリガ121を電気信号に変換
するフォト・コンダクタ、124はフォト・コンダクタ
122にバイアスをかけるためのバイアス端子、127
−1,127−2は非線形伝送路125より反射されて
来るパルス信号を吸収するための終端抵抗器、非線形伝
送路125に含まれた多くのD1はフォト・コンダクタ
122からのパルス信号によって逆バイアス電圧が加わ
るように配置されたショットキー・バリア型のダイオー
ド、141は方向性結合器を用いた波形整形器、128
は方向性結合器141を通過して来る信号を吸収するた
めの終端抵抗器、159は波形整形器141により波形
整形された信号を出力するための伝送路である出力端
子、147は出力端子159側より反射されてくる信号
を吸収するための終端抵抗器である。
Reference numeral 122 denotes a photoconductor for converting the light trigger 121 into an electric signal, and reference numeral 124 denotes a bias terminal for applying a bias to the photoconductor 122, and 127.
Reference numerals -1 and 127-2 denote terminating resistors for absorbing a pulse signal reflected from the nonlinear transmission line 125. Many D1s included in the nonlinear transmission line 125 are reverse-biased by the pulse signal from the photoconductor 122. A Schottky barrier type diode arranged so as to apply a voltage, 141 is a waveform shaper using a directional coupler, 128
Is a terminating resistor for absorbing a signal passing through the directional coupler 141, 159 is an output terminal which is a transmission line for outputting a signal shaped by the waveform shaper 141, and 147 is an output terminal 159. This is a terminating resistor for absorbing the signal reflected from the side.

【0024】図3には図2の構成の各部の波形を示し、
これを用いて動作を説明する。(a)に示す光トリガ信
号121がバイアス電源(図示されていない)に接続さ
れているフォト・コンダクタ122に入射されると、光
のパワーに応じて、フォト・コンダクタ122のコンダ
クタンスが変化し、フォト・コンダクタに光トリガ信号
121に対応した電流が流れる。フォト・コンダクタ1
22の光入射時のコンダクタンス遷移は非常に高速であ
る。このフォト・コンダクタ122の出力(b)は非線
形伝送路125に入力される。非線形伝送路125はグ
ランド・パターン160との間でコプレーナ伝送路を形
成するセンタ・コンダクタ129に沿って最適間隔で最
適数のダイオードD1をフォト・コンダクタ122の出
力信号によって逆バイアスされる向きに配置している
(文献 Appl. Phy. Lett. 54(11),131989年3
月)。
FIG. 3 shows waveforms at various points in the configuration of FIG.
The operation will be described using this. When the optical trigger signal 121 shown in FIG. 7A is incident on the photoconductor 122 connected to a bias power supply (not shown), the conductance of the photoconductor 122 changes according to the power of light, A current corresponding to the light trigger signal 121 flows through the photoconductor. Photo conductor 1
The conductance transition at the time of incidence of light 22 is very fast. The output (b) of the photoconductor 122 is input to the nonlinear transmission line 125. The non-linear transmission line 125 has an optimum number of diodes D1 arranged at optimum intervals along the center conductor 129 forming a coplanar transmission line with the ground pattern 160 in a direction reversely biased by the output signal of the photoconductor 122. (Literature Appl. Phy. Lett. 54 (11), 131989 3
Month).

【0025】図4には図2に示した非線形伝送路125
に含まれた複数個のダイオードD1に逆電圧を印加した
ときのダイオードD1の端子間容量CD1(pF)を示し
ている。
FIG. 4 shows the nonlinear transmission line 125 shown in FIG.
2 shows the capacitance C D1 (pF) between the terminals of the diode D1 when a reverse voltage is applied to the plurality of diodes D1 included in FIG.

【0026】ダイオードD1の端子間容量は、電圧変化
に対し非線形に変化する。センタ・コンダクタ129上
の信号の伝搬速度Vは1/(LC)1/2 で表わせるが、
非線形伝送路125では線路にダイオードD1が配置さ
れているので、センタ・コンダクタ129とグランド・
パターン160で形成された伝送路の容量Cにダイオー
ドD1の容量CD1が加算され、伝搬速度Vは1/{L
(C+CD11/2 になる。すなわち、信号の過渡応答に
応じて伝搬速度が変化する。たとえばパルス信号の極性
が正で、立ち上がりの過渡応答では、信号が立ち上がる
につれて容量が減少するので伝搬速度は相対的に速くな
るように変化する。このような現象から、遷移時間の速
くないパルス信号を入力すると、電圧が低い部分に対し
て、電圧が高い部分が時間的に追ついて、遷移時間を短
縮することができる。
The capacitance between the terminals of the diode D1 changes non-linearly with a change in voltage. The propagation speed V of the signal on the center conductor 129 can be expressed by 1 / (LC) 1/2 ,
In the nonlinear transmission path 125, since the diode D1 is arranged on the line, the center conductor 129 and the ground
The capacitance C D1 of the diode D1 is added to the capacitance C of the transmission line formed by the pattern 160, and the propagation speed V becomes 1 / {L
(C + C D11/2 . That is, the propagation speed changes according to the transient response of the signal. For example, in the case of the positive polarity of the pulse signal and the transient response at the rising edge, the capacitance decreases as the signal rises, so the propagation speed increases. From such a phenomenon, when a pulse signal with a short transition time is input, the high voltage portion follows the low voltage portion in time, and the transition time changes. Can be shortened.

【0027】非線形伝送路125によって遷移時間を短
縮されたパルス信号(図3(c))は、方向性結合器で
ある波形整形器141に入力される。波形整形器141
の一端は非線形伝送路125に接続され、反対の一端は
波形整形器141の特性インピーダンスの終端抵抗器1
28で終端する。結合された伝送路の非線形伝送路16
0の一端は出力端子159とし、反対の一端は方向性結
合器の特性インピーダンスの終端抵抗器147で終端す
る。
The pulse signal whose transition time has been shortened by the nonlinear transmission line 125 (FIG. 3C) is input to a waveform shaper 141 which is a directional coupler. Waveform shaper 141
Is connected to the nonlinear transmission line 125, and the other end is connected to the terminating resistor 1 of the characteristic impedance of the waveform shaper 141.
Terminate at 28. Non-linear transmission line 16 of coupled transmission line
One end of 0 is an output terminal 159, and the other end is terminated by a terminating resistor 147 having the characteristic impedance of the directional coupler.

【0028】この方向性結合器である波形整形器141
の結合時間以上の幅をもったパルスが入力されると、信
号はそのまま伝搬し、終端器128によって吸収される
信号と結合線路に分かれる信号が発生する。結合線路に
分かれた信号のパルス幅は結合線路の結合時間長にな
る。また、パルスの後縁の遷移時間は前縁と同等にな
る。したがって、ある幅をもったパルス信号は正、負の
遷移が同等となり、所定のパルス幅をもった図3(d)
のパルスに波形整形されて出力端子159から出力さ
れ、被測定集積回路12や被測定素子14に印加され
る。このとき、被測定集積回路12や被測定素子14と
の整合が悪いと反射が発生するが、この反射は抵抗器1
47によって大部分を吸収する。144はグランド・パ
ターン160が非対称になることによって生じるコプレ
ーナ線路の奇モードの発生を抑えるボンディング・ワイ
ヤである。
The waveform shaper 141, which is a directional coupler,
When a pulse having a width equal to or longer than the coupling time is input, the signal propagates as it is, and a signal that is absorbed by the terminator 128 and a signal that splits into a coupling line are generated. The pulse width of the signal divided into the coupling line becomes the coupling time length of the coupling line. Also, the transition time of the trailing edge of the pulse is equivalent to the leading edge. Therefore, the pulse signal having a certain width has the same positive and negative transitions, and the pulse signal having the predetermined pulse width shown in FIG.
, And output from the output terminal 159 and applied to the integrated circuit under test 12 and the device under test 14. At this time, if the matching with the integrated circuit under test 12 or the device under test 14 is poor, reflection occurs.
Mostly absorbed by 47. Reference numeral 144 denotes a bonding wire that suppresses the occurrence of an odd mode of the coplanar line caused by the ground pattern 160 becoming asymmetric.

【0029】図5にはダイオード容量検査用セル102
(図1)の詳細が示されている。これは、図2に示した
光トリガ高速信号発生器100に含まれた非線形伝送路
125を形成するダイオードD1の端子間容量特性(図
4)を測定するためのものであり、容量測定を容易にす
るために、光トリガ高速信号発生器100(図2)の構
成要素から、終端抵抗器127−1,127−2,12
8および147を除去したもの(147は必ずしも除去
する必要はない)であり、光トリガ高速信号発生器10
0と同じ工程を経てガリウムひ素基板10(図1)上に
形成される。
FIG. 5 shows a diode capacitance test cell 102.
Details of FIG. 1 are shown. This is for measuring the terminal-to-terminal capacitance characteristic (FIG. 4) of the diode D1 forming the nonlinear transmission line 125 included in the optical trigger high-speed signal generator 100 shown in FIG. In order to achieve the above, the terminating resistors 127-1, 127-2, 12
8 and 147 are removed (147 need not be removed), and the light-triggered high-speed signal generator 10
Through the same steps as in step 0, a gallium arsenide substrate 10 (FIG. 1) is formed.

【0030】光トリガ高速信号発生器100に接続され
たガリウムひ素基板10上に形成された伝送路109
(図1)の線路長の往復の伝搬時間は、光トリガ高速信
号発生器100の出力端子159から得られるパルス
(図3(d))のパルス幅よりも大きくとってある。こ
れは光トリガ高速信号発生器100のパルス出力(図3
(d))を観測して光トリガ高速信号発生器100の性
能を評価するために使用される。
Transmission line 109 formed on gallium arsenide substrate 10 connected to optical trigger high-speed signal generator 100
The round-trip propagation time of the line length shown in FIG. 1 is larger than the pulse width of the pulse (FIG. 3D) obtained from the output terminal 159 of the optical trigger high-speed signal generator 100. This is the pulse output of the optical trigger high-speed signal generator 100 (FIG. 3).
(D) is used to observe and evaluate the performance of the light-triggered high-speed signal generator 100.

【0031】図6は本発明の第2の実施例を示してい
る。図1に示した第1の実施例と異なるのは、広帯域サ
ンプリング・ゲート200とダイオード容量検査用セル
202が、ガリウムひ素基板10上に形成されている点
である。被測定集積回路12や被測定素子14に光トリ
ガ高速信号発生器100から高速のパルス信号(図3
(d))を印加して、被測定集積回路12や被測定素子
14からの高速パルス出力を被測定信号として広帯域サ
ンプリング・ゲート200を用いて低速化し被測定信号
よりも緩やかになったサンプリング出力を得て、これを
観測することができる。広帯域サンプリング・ゲート2
00には、光トリガ高速信号発生器100の場合と同様
に、ダイオードを用いた非線形伝送路が含まれており、
そのダイオードの逆バイアス電圧に対するダイオード端
子間容量(pF)(図4)を検査するために、ダイオー
ド容量検査用セル202は使用される。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that a wideband sampling gate 200 and a diode capacitance test cell 202 are formed on a gallium arsenide substrate 10. A high-speed pulse signal from the optical trigger high-speed signal generator 100 (FIG. 3)
(D)) by applying a high speed pulse output was slow with a broadband sampling gate 200 as the signal to be measured signal to be measured from the measured integrated circuit 12 and the device under test 14
A more moderate sampling output is obtained and can be observed. Broadband sampling gate 2
00 includes a non-linear transmission line using a diode as in the case of the optical trigger high-speed signal generator 100.
The diode capacitance test cell 202 is used to test the diode terminal capacitance (pF) (FIG. 4) with respect to the reverse bias voltage of the diode.

【0032】図7には広帯域サンプリング・ゲート20
0を含むサンプリング回路が示されている。ここで、被
測定集積回路12や被測定素子14の出力である信号源
231の信号を被測定信号として入力端子233に受け
て、終端抵抗器234で終端し、サンプリング用のショ
ットキー・バリア・ダイオードであるダイオード23
5,236で、サンプリング・パルス237,238を
メモリ用のコンデンサ241,242を介して印加され
て、信号源231からの被測定信号をサンプルする。コ
ンデンサ241,242には、サンプルした信号の電圧
に比例した電荷が蓄積され、抵抗251,252を介し
、信号源231からの被測定信号よりも緩やかになっ
たサンプルされた信号の電圧が取り出され、これが広帯
域サンプリング・ゲート200のサンプリング出力とな
る。ここで抵抗253,254は電源−VC およびVC
に接続されており、抵抗251,252を介してダイオ
ード235,236に適当なバイアスをかけている。
FIG. 7 shows a wideband sampling gate 20.
A sampling circuit containing zeros is shown. Here, a signal from the signal source 231 which is an output of the integrated circuit under test 12 or the device under test 14 is received as a signal to be measured at the input terminal 233, terminated by the terminating resistor 234, and the Schottky barrier for sampling is used. Diode 23 which is a diode
At 5,236, sampling pulses 237 and 238 are applied via capacitors 241 and 242 for memory to sample the signal to be measured from the signal source 231. Charges proportional to the voltage of the sampled signal are accumulated in the capacitors 241 and 242, and become slower than the signal to be measured from the signal source 231 via the resistors 251 and 252.
Voltage of the sampled signal is taken out, which is the sampling output of the wideband sampling gate 200. Here the resistance 253 and 254 supply -V C and V C
And the diodes 235 and 236 are appropriately biased through the resistors 251 and 252.

【0033】被測定信号よりも緩やかになったサンプリ
ング出力は抵抗255,256を介して増幅器261で
増幅され、スイッチ265を介してコンデンサ243に
蓄積される。これは低速のサンプリング・ゲートであ
り、ストレッチャーとして動作している。コンデンサ2
43に蓄積された信号は増幅器262で増幅されてその
出力端子269から増幅されたサンプリング出力が得ら
れる。
The sampling output , which has become gentler than the signal to be measured , is amplified by the amplifier 261 via the resistors 255 and 256 and stored in the capacitor 243 via the switch 265. This is a slow sampling gate, operating as a stretcher. Capacitor 2
The signal accumulated in 43 is amplified by an amplifier 262, and an amplified sampling output is obtained from an output terminal 269 thereof.

【0034】図8には被測定集積回路12や被測定素子
14の出力信号である信号源231からの被測定信号で
ある高速信号を観測する広帯域サンプリング・ゲート2
00(図7)の部分をガリウムひ素基板10上に形成し
た場合の構成が示されている。
FIG. 8 shows a signal under test from the signal source 231 which is an output signal of the integrated circuit under test 12 and the device under test 14.
Wideband sampling gate 2 for observing a high-speed signal
FIG. 7 shows a configuration in which the portion of FIG. 7 (FIG. 7) is formed on the gallium arsenide substrate 10.

【0035】コンダクタ217と219との間にはフォ
ト・コンダクタ222が形成され、インダクタンス21
6を介してバイアス電源215が接続されている。この
フォト・コンダクタ222に光トリガ221が照射され
ると、このコンダクタンスは変化して、フォト・コンダ
クタ222の両端すなわちコンダクタ217と219と
の間に、光トリガに対応したトリガ信号が発生する。こ
のトリガ信号はバイアス電源215からのバイアスをブ
ロックするためのコンデンサ240を介してコンダクタ
218と219上を進んで、多くのダイオードD2を含
む非線形伝送路225へと伝搬する。ここで、ダイオー
ドD2の逆バイアス電圧に対するダイオード端子間容量
(pF)は図4に示す特性を示すから、図5の非線形伝
送路125の場合と同様にして、トリガ信号の遷移時間
(立上り時間)は高速化されて、コンダクタ218およ
び219の右端に到着する。この右端にはワイヤ・ボン
ディングあるいは金属箔であるエア・ブリッジ249が
両コンダクタ218と219を短絡しており、コンデン
サ241,242の位置に対してショート・スタブとし
ての機能を果たしており、極めて幅の狭い正および負の
サンプリング・パルスをコンダクタ245および246
を介してサンプリング用のダイオード235,236に
印加して、両ダイオード235,236を短期間だけ導
通せしめて、入力端子233に印加されている信号源2
31からの信号をサンプルして、その信号の振幅成分を
コンデンサ241,242に蓄積し、抵抗251,25
2を介して被測定信号よりも緩やかになった信号を取り
出している。終端抵抗器234は入力端子233からの
信号を終端する位置にあり、また、終端抵抗器239は
エア・ブリッジ249および非線形伝送路225側から
反射されてくるパルスを終端する位置にある。
A photoconductor 222 is formed between the conductors 217 and 219,
6, a bias power supply 215 is connected. When the light trigger 221 is irradiated on the photo conductor 222, the conductance changes and a trigger signal corresponding to the light trigger is generated between both ends of the photo conductor 222, that is, between the conductors 217 and 219. This trigger signal travels over conductors 218 and 219 via a capacitor 240 for blocking bias from bias power supply 215 and propagates to a non-linear transmission line 225 containing many diodes D2. Here, since the capacitance (pF) between the diode terminals with respect to the reverse bias voltage of the diode D2 has the characteristic shown in FIG. 4, the transition time (rise time) of the trigger signal is the same as in the case of the nonlinear transmission line 125 in FIG. Is accelerated and arrives at the right end of conductors 218 and 219. At the right end, an air bridge 249 made of wire bonding or metal foil short-circuits both conductors 218 and 219, and functions as a short stub for the positions of capacitors 241 and 242. Narrow positive and negative sampling pulses are applied to conductors 245 and 246.
To the diodes 235 and 236 for sampling, to make the diodes 235 and 236 conductive for a short period of time, and the signal source 2 applied to the input terminal 233
31 is sampled, the amplitude component of the signal is stored in capacitors 241 and 242,
2, a signal which is slower than the signal under measurement is extracted. The terminating resistor 234 is at a position for terminating a signal from the input terminal 233, and the terminating resistor 239 is at a position for terminating a pulse reflected from the air bridge 249 and the nonlinear transmission line 225.

【0036】図9にはコンダクタ219上に形成された
コンデンサ242の構造が示されており、サンプリング
・パルスはコンデンサ242を介してコンダクタ246
に伝送され、ダイオード236をオンにする。同図
(a)は図8の抵抗253側からダイオード236の方
向を見た、コンダクタ246と、ガリウムひ素基板10
上に形成されたコンダクタ219と、その間に挿まれた
誘電体248の側断面図である。図9(b)は非線形伝
送路225側からエア・ブリッジ249側を見た場合
の、コンダクタ246と、ガリウムひ素基板10上に形
成されたコンダクタ219と、その間に挿まれた誘電体
248の断面図である。サンプリング・パルス238を
通し、サンプルされた信号を蓄積するコンデンサ242
は誘電体248を挿さんで両コンダクタ246と219
との間に形成されている。コンデンサ241も全く同様
の構造により形成されている。
FIG. 9 shows the structure of the capacitor 242 formed on the conductor 219, and the sampling pulse is supplied through the capacitor 242 to the conductor 246.
To turn on the diode 236. 8A shows the conductor 246 and the gallium arsenide substrate 10 viewed from the resistor 253 side in FIG.
FIG. 13 is a side sectional view of a conductor 219 formed thereon and a dielectric 248 inserted therebetween. FIG. 9B is a cross-sectional view of the conductor 246, the conductor 219 formed on the gallium arsenide substrate 10, and the dielectric 248 interposed therebetween when the air bridge 249 side is viewed from the nonlinear transmission line 225 side. FIG. Capacitor 242 that accumulates the sampled signal through sampling pulse 238
Inserts the dielectric 248 and inserts both conductors 246 and 219
Is formed between. The capacitor 241 is formed by the completely same structure.

【0037】以上は図7および図8の広帯域サンプリン
グ・ゲート200の部分をガリウムひ素基板10上に形
成した場合を説明した。しかしながら、図7の広帯域サ
ンプリング・ゲート200以外の部分、すなわち、抵抗
253〜256や増幅器261および第2サンプリング
・ゲートあるいはストレッチャーと呼ばれるスイッチ2
65,コンデンサ243,増幅器262もガリウムひ素
基板10上に広帯域サンプリング・ゲート200と一体
にして形成してもよいことは明らかであろう。
The case where the wideband sampling gate 200 shown in FIGS. 7 and 8 is formed on the gallium arsenide substrate 10 has been described above. However, portions other than the wideband sampling gate 200 in FIG. 7, that is, the resistors 253 to 256, the amplifier 261, and the switch 2 called a second sampling gate or a stretcher
It should be apparent that 65, capacitor 243, and amplifier 262 may also be formed on gallium arsenide substrate 10 integrally with broadband sampling gate 200.

【0038】図10および図11には図6に示したガリ
ウムひ素基板10上に形成された光トリガ高速信号発生
器100および広帯域サンプリング・ゲート200を用
いて被測定物の特性を測定する場合のシステム例および
各部の波形が示されている。
FIGS. 10 and 11 show the case where the characteristics of the device under test are measured using the light-triggered high-speed signal generator 100 and the wideband sampling gate 200 formed on the gallium arsenide substrate 10 shown in FIG. The example of the system and the waveform of each part are shown.

【0039】システムを起動するためのトリガ信号が入
力端子20に印加されると、トリガ発生器21によって
一定の振幅およびパルス幅の信号に変換され(図11
(a))、光トリガ発生器22に印加される。光トリガ
発生器22にはレーザ・ダイオードが含まれており、そ
れが発光して(図11(b))、2分岐されて、光遅延
回路23−1,23−2に印加され、それぞれ所定量だ
け遅延されて、遅延された光トリガ121(図11
(c))および221(図11(g))を得る。
When a trigger signal for starting the system is applied to the input terminal 20, it is converted by the trigger generator 21 into a signal having a constant amplitude and pulse width (FIG. 11).
(A)) is applied to the light trigger generator 22. The optical trigger generator 22 includes a laser diode, which emits light (FIG. 11B), is branched into two, and applied to optical delay circuits 23-1 and 23-2. The light trigger 121 (FIG. 11)
(C)) and 221 (FIG. 11 (g)) are obtained.

【0040】光トリガ121は図2にその詳細を示した
光トリガ高速信号発生器100に印加され、フォト・コ
ンダクタ122のコンダクタンスを変化せしめると、電
気信号に変換されて、非線形伝送路125に入力され
て、そこで信号の前縁の立上がり時間が圧縮された波形
を得る(図11(d))。これは波形整形器141にお
いてパルス幅が狭められ、パルス後縁部が波形整形され
て、出力端子159から出力され(図11(e))、被
測定集積回路12や被測定素子14である被測定物15
に印加される。被測定物15ではそれにより動作して信
号を出力し、これが図7および図8の広帯域サンプリン
グ・ゲート200の入力端子233に印加される被測定
信号の信号源231となる(図11(f))。
The optical trigger 121 is applied to the optical trigger high-speed signal generator 100 whose details are shown in FIG. 2. When the conductance of the photoconductor 122 is changed, the optical trigger 121 is converted into an electric signal and input to the nonlinear transmission line 125. Then, a waveform in which the rise time of the leading edge of the signal is compressed is obtained (FIG. 11D). This is because the pulse width is narrowed by the waveform shaper 141, the pulse trailing edge is shaped, and output from the output terminal 159 (FIG. 11 (e)). Measurement object 15
Is applied to In the measured object 15 thereby operates to output a signal to be measured this is applied to the input terminal 233 of the broadband sampling gate 200 of FIG. 7 and FIG. 8
The signal becomes a signal source 231 (FIG. 11F).

【0041】光トリガ221は図11(g)の実線で示
された時点、あるいは、さらに微小時間ずつ可変遅延さ
れた破線で示した時点において広帯域サンプリング・ゲ
ート200(図7,図8参照)に印加され、そこに含ま
れたフォト・コンダクタ222でパルスを発生し、非線
形伝送路225において、そのパルスの前縁部を圧縮
(立上りを速く)し(図11(h))、エア・ブリッジ
249で反射して正および負のサンプリング・パルス2
37,238を発生し(図11(i))、これがサンプ
リング用のダイオード235,236をオンにしてサン
プリング動作が行われる。信号源231からの被測定信
号をサンプリングして得たサンプリング出力は被測定信
号よりも緩やかな波形となって抵抗251,252から
取り出され、増幅されホールド動作によりストレッチさ
れてサンプリング回路の出力端子269に得られる。こ
こで抵抗251,252に得られるサンプリング出力は
信号源231からの被測定信号に比べて低速な信号であ
るから、ガリウムひ素基板10上から容易に外部へ取り
出すことができ、信号処理回路29において処理され
る。
The light trigger 221 is applied to the wideband sampling gate 200 (see FIGS. 7 and 8) at the time shown by the solid line in FIG. 11 (g) or at the time shown by the broken line variably delayed by a minute time. The pulse is applied and generated in the photoconductor 222 included therein, and the leading edge of the pulse is compressed (fast rise) in the nonlinear transmission line 225 (FIG. 11 (h)), and the air bridge 249 is formed. Positive and negative sampling pulse 2 reflected by
37 and 238 (FIG. 11 (i)), which turn on the sampling diodes 235 and 236 to perform the sampling operation. The signal to be measured from the signal source 231
The sampling output obtained by sampling the signal
The waveform is extracted from the resistors 251 and 252 as a waveform gentler than the signal , amplified, stretched by a hold operation, and obtained at an output terminal 269 of the sampling circuit. Here, the sampling output obtained from the resistors 251 and 252 is
Since the signal is lower in speed than the signal to be measured from the signal source 231 , the signal can be easily extracted from the gallium arsenide substrate 10 to the outside and processed in the signal processing circuit 29.

【0042】図12には広帯域フォト・サンプリング・
ゲート201を含むサンプリング回路が示されている。
図7に示したサンプリング回路の他の実施例であり、ダ
イオード235,236(図7)に代えてフォト・コン
ダクタ223,224を用い、これに光サンプリング・
パルス111を入射している点が異なっている。フォト
・コンダクタ223,224は図8のダイオード23
5,236に、同じくコンデンサ241,242はコン
デンサ245,246に置き代えて、終端抵抗器234
および抵抗251,252を図8と同様にしてガリウム
ひ素基板10上に形成することができる。
FIG. 12 shows a broadband photo sampling
A sampling circuit including a gate 201 is shown.
This is another embodiment of the sampling circuit shown in FIG. 7, in which photoconductors 223 and 224 are used in place of diodes 235 and 236 (FIG. 7), and optical sampling and
The difference is that the pulse 111 is incident. The photoconductors 223 and 224 are the diodes 23 shown in FIG.
5,236, and the capacitors 241 and 242 are replaced with the capacitors 245 and 246, and the terminating resistor 234 is used.
The resistors 251 and 252 can be formed on the gallium arsenide substrate 10 in the same manner as in FIG.

【0043】この場合、光サンプリング・パルス111
はガリウムひ素基板10とは別個の装置から供給され
る。この広帯域フォト・サンプリング・ゲート201は
図6に示したガリウムひ素基板10上において、広帯域
サンプリング・ゲート200に代えて使用することがで
きることは、以上の説明から明らかであろう。
In this case, the optical sampling pulse 111
Is supplied from a device separate from the gallium arsenide substrate 10. It will be clear from the above description that the wideband photo sampling gate 201 can be used in place of the wideband sampling gate 200 on the gallium arsenide substrate 10 shown in FIG.

【0044】図13および図14には図12に示した広
帯域フォト・サンプリング・ゲート201を含むシステ
ムにより図6に示した被測定物を測定する場合の構成と
各部の波形を示している。
FIGS. 13 and 14 show the configuration and the waveforms of the respective parts when the device under test shown in FIG. 6 is measured by the system including the wideband photo sampling gate 201 shown in FIG.

【0045】システムを起動するためのトリガ信号が入
力端子20に印加されると、トリガ発生器21によって
一定の振幅およびパルス幅の信号に変換され(図14
(a))、光トリガ発生器22−1,22−2に印加さ
れる。光トリガ発生器22−1,22−2には、それぞ
れレーザ・ダイオードが含まれており、それらが発光し
て、それぞれ光遅延回路23−1,23−2に印加され
る(図14(b),(g))。
When a trigger signal for starting the system is applied to the input terminal 20, it is converted by the trigger generator 21 into a signal of constant amplitude and pulse width (FIG. 14).
(A)) is applied to the optical trigger generators 22-1 and 22-2. The light trigger generators 22-1 and 22-2 include laser diodes, respectively, which emit light and are applied to the optical delay circuits 23-1 and 23-2, respectively (FIG. 14B ), (G)).

【0046】光遅延回路23−1,23−2において、
それぞれ所定量遅延された光信号の一方は光トリガ12
1(図14(c))として光トリガ高速信号発生器10
0(図2参照)に印加され、そこに含まれた非線形伝送
路125によってその立上り部分が高速化され、(図1
4(d))、波形整形器141においてパルス幅が狭め
られ、パルスの後縁部が波形整形されて、出力端子15
9から出力されて(図14(e))、被測定集積回路1
2や被測定素子14である被測定物15に印加される。
被測定物15ではそれにより動作して信号を出力し、こ
れが図12の広帯域フォト・サンプリング・ゲート20
1の入力端子233に印加される被測定信号の信号源2
31となる(図14(f))。
In the optical delay circuits 23-1 and 23-2,
One of the optical signals delayed by a predetermined amount is the optical trigger 12.
1 (FIG. 14 (c)), the light-triggered high-speed signal generator 10
0 (see FIG. 2), the rising portion thereof is speeded up by the nonlinear transmission line 125 included therein,
4 (d)), the pulse width is narrowed by the waveform shaper 141, and the trailing edge of the pulse is waveform-shaped, and the output terminal 15
9 (FIG. 14 (e)), the integrated circuit under test 1
2 and the device under test 15 which is the device under test 14.
The device under test 15 operates accordingly to output a signal, which is the broadband photo sampling gate 20 of FIG.
1 of the signal under test applied to the input terminal 233
31 (FIG. 14F).

【0047】光トリガ発生器22−2の出力(図14
(g))は、光遅延回路23−2において図14(h)
の実線で示された時点、あるいはさらに微小時間ずつ可
変遅延された破線で示した時点において出力され、光パ
ルス圧縮器25に印加される。光パルス圧縮器25では
図14(h)の光パルスのパルス幅を数psに圧縮して
光サンプリング・パルス111(図14(i))を得
て、これを広帯域フォト・サンプリング・ゲート201
のフォト・コンダクタ223,224(図12)に照射
して、サンプリング動作を行う。その後の動作は図10
に示したシステムに同じである。
The output of the optical trigger generator 22-2 (FIG. 14)
(G)) in FIG. 14 (h) in the optical delay circuit 23-2.
At the time indicated by the solid line, or at the time indicated by the dashed line variably delayed by a minute time, and applied to the optical pulse compressor 25. The optical pulse compressor 25 compresses the pulse width of the optical pulse of FIG. 14 (h) to several ps to obtain an optical sampling pulse 111 (FIG. 14 (i)).
Of the photoconductors 223 and 224 (FIG. 12) to perform a sampling operation. The subsequent operation is shown in FIG.
This is the same as the system shown in FIG.

【0048】図15は本発明の第3の実施例を示してい
る。図6に示した第2の実施例と異なるのは、ガリウム
ひ素基板10上に形成された被測定集積回路12や被測
定素子14の出力を非接触で検出する電気光学結晶60
を用いている点である。
FIG. 15 shows a third embodiment of the present invention. 6 is different from the second embodiment shown in FIG. 6 in that an electro-optic crystal 60 for detecting the output of the integrated circuit under test 12 and the device under test 14 formed on the gallium arsenide substrate 10 in a non-contact manner.
This is the point that is used.

【0049】図16にはガリウムひ素基板10上に形成
された被測定物から出る信号電界を電気光学結晶を用い
て検出する場合の断面図が示されている。ガリウムひ素
基板10上の被測定集積回路12あるいは被測定素子1
4の信号電極52とその周辺にあるグランド電極51と
の間には、被測定集積回路12あるいは被測定素子14
に光トリガ高速信号発生器100から高速パルスが印加
されると、それに応じて動作するから、信号電極52の
電圧に応じて信号電界58(図16(a))および59
(図16(b))が発生する。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a case where a signal electric field emitted from an object to be measured formed on the gallium arsenide substrate 10 is detected by using an electro-optic crystal. The integrated circuit under test 12 or the device under test 1 on the gallium arsenide substrate 10
4 between the signal electrode 52 and the ground electrode 51 around the signal electrode 52 of FIG.
When a high-speed pulse is applied from the light-triggered high-speed signal generator 100 to the signal electrode 52, the operation is performed in response to the high-speed pulse. Therefore, the signal electric fields 58 (FIG.
(FIG. 16B) occurs.

【0050】図16(a)において、ガリウムひ素基板
10には非接触で電気光学結晶60を信号電界58中に
置いて、サンプリング用のサンプリング入射光61を入
射するとサンプリング反射光62の偏光状態は信号電界
58により変化するから、その偏光状態の変化を電気信
号としてサンプリング・オシロスコープで観測するなら
ば、非接触で信号電極52の電圧波形を観測することが
できる。
In FIG. 16A, when the electro-optic crystal 60 is placed in the signal electric field 58 in a non-contact manner with the gallium arsenide substrate 10 and the sampling incident light 61 for sampling enters, the polarization state of the sampling reflected light 62 changes. Since the change is caused by the signal electric field 58, if the change in the polarization state is observed as an electric signal by a sampling oscilloscope, the voltage waveform of the signal electrode 52 can be observed in a non-contact manner.

【0051】図16(b)においては、ガリウムひ素基
板10の裏面からサンプリング入射光61を入射してい
る。ここではガリウムひ素基板10自身が図16(a)
の電気光学結晶60の機能を果し、ガリウムひ素基板1
0中に発生した信号電界59によってサンプリング反射
光64の偏波面は変化を生ずるから、その偏波面は変化
を電気信号としてサンプリング・オシロスコープで観測
するならば、非接触で信号電極52の電圧波形を観測す
ることができる。
In FIG. 16B, sampling incident light 61 is incident from the back surface of the gallium arsenide substrate 10. Here, the gallium arsenide substrate 10 itself is shown in FIG.
Gallium arsenide substrate 1
Since the plane of polarization of the sampled reflected light 64 changes due to the signal electric field 59 generated during the period 0, if the change in the plane of polarization is observed as an electric signal with a sampling oscilloscope, the voltage waveform of the signal electrode 52 can be measured in a noncontact manner. Can be observed.

【0052】このようにして、電気光学効果を用いた広
帯域サンプリング・ゲートにより波形観測をすることが
できる。
In this way, the waveform can be observed by the wideband sampling gate using the electro-optic effect.

【0053】図17には、このような電気光学効果広帯
域サンプリング・ゲートを用いたシステムにより被測定
物を測定する場合の構成図が示されている。その各部の
波形は図14に示したものに対応しているので、それを
用いて説明する。
FIG. 17 is a block diagram showing a case where an object to be measured is measured by a system using such an electro-optic effect broadband sampling gate. Since the waveforms of the respective parts correspond to those shown in FIG. 14, the description will be made using them.

【0054】システムを起動するためのトリガ信号が入
力端子20に印加されると、トリガ発生器21によって
一定の振幅およびパルス幅の信号に変換され(図14
(a))、光トリガ発生器22−1,22−2に印加さ
れる。光トリガ発生器22−1,22−2には、それぞ
れレーザ・ダイオードが含まれており、それらが発光し
て、それぞれ光遅延回路23−1,23−2に印加され
る(図14(b),(g))。
When a trigger signal for starting the system is applied to the input terminal 20, the signal is converted into a signal having a constant amplitude and pulse width by the trigger generator 21 (FIG. 14).
(A)) is applied to the optical trigger generators 22-1 and 22-2. The light trigger generators 22-1 and 22-2 include laser diodes, respectively, which emit light and are applied to the optical delay circuits 23-1 and 23-2, respectively (FIG. 14B ), (G)).

【0055】光遅延回路23−1,23−2において、
それぞれ所定量遅延された光信号の一方は光トリガ12
1(図14(c))として光トリガ高速信号発生器10
0(図2参照)に印加され、そこに含まれた非線形伝送
路125によってその立上り部分が高速化され、(図1
4(d))、波形整形器141においてパルス幅が狭め
られ、パルスの後縁部が波形整形されて、出力端子15
9から出力されて(図14(e))、被測定集積回路1
2や被測定素子14である被測定物15に印加される。
被測定物15ではそれにより動作して信号電界58,5
9(図14(f)の信号源231を信号電界58,59
と読み代える)を発生し、これが図16に示した電気光
学効果を用いた電気光学効果広帯域サンプリング・ゲー
ト203に印加される。
In the optical delay circuits 23-1 and 23-2,
One of the optical signals delayed by a predetermined amount is the optical trigger 12.
1 (FIG. 14 (c)), the light-triggered high-speed signal generator 10
0 (see FIG. 2), the rising portion thereof is speeded up by the nonlinear transmission line 125 included therein,
4 (d)), the pulse width is narrowed by the waveform shaper 141, and the trailing edge of the pulse is waveform-shaped, and the output terminal 15
9 (FIG. 14 (e)), the integrated circuit under test 1
2 and the device under test 15 which is the device under test 14.
The DUT 15 operates accordingly to operate the signal electric fields 58 and 5.
9 (signal source 231 in FIG.
This is applied to the electro-optic effect wide band sampling gate 203 using the electro-optic effect shown in FIG.

【0056】光トリガ発生器22−2の出力(図14
(g))は、光遅延回路23−2において図14(h)
の実線で示された時点、あるいはさらに微小時間ずつ可
変遅延された破線で示した時点において出力され、光パ
ルス圧縮器25に印加される。光パルス圧縮器25では
図14(h)の光パルスのパルス幅を数psに圧縮して
光サンプリング入射光61(図14(i)の光サンプリ
ング・パルス111を光サンプリング入射光61と読み
代える。)を得て、これを電気光学効果広帯域サンプリ
ング・ゲート203の電気光学結晶60または図16
(b)のガリウムひ素基板10の裏面に照射して、サン
プリング動作を行う。その後の動作は図13に示したシ
ステムに同じである。
The output of the optical trigger generator 22-2 (FIG. 14)
(G)) in FIG. 14 (h) in the optical delay circuit 23-2.
At the time indicated by the solid line, or at the time indicated by the dashed line variably delayed by a minute time, and applied to the optical pulse compressor 25. The optical pulse compressor 25 compresses the pulse width of the optical pulse in FIG. 14 (h) to several ps and replaces the optical sampling incident light 61 (the optical sampling pulse 111 in FIG. 14 (i) with the optical sampling incident light 61). 16), and the electro-optic effect of the electro-optic crystal 60 of FIG.
The sampling operation is performed by irradiating the back surface of the gallium arsenide substrate 10 of (b). The subsequent operation is the same as that of the system shown in FIG.

【0057】以上の説明から明らかなように、図1,図
6および図15に示したガリウムひ素基板10上に形成
された被測定集積回路12や被測定素子14は、高速信
号を用いて十分に試験することができるから、試験終了
後に被測定集積回路12や被測定素子14のみをダイシ
ングあるいはスクライビング等により光トリガ高速信号
発生器100や広帯域サンプリング・ゲート200など
から分離して高速性能の保証されたICとして使用する
ことが可能となる。
As is clear from the above description, the integrated circuit under test 12 and the device under test 14 formed on the gallium arsenide substrate 10 shown in FIGS. After the test is completed, only the integrated circuit under test 12 and the device under test 14 are separated from the optical trigger high-speed signal generator 100 and the wideband sampling gate 200 by dicing or scribing to assure high-speed performance. It can be used as an integrated IC.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように被測定物
の形成されたウェハー基板上に高速の半導体試験装置を
形成することによって、これまで不可能であった高速パ
ルス信号を被測定信号として被測定物に導入することを
可能にした。したがって、信号の劣化がなく観測するこ
とを可能にしたから、非接触非破壊検査、リアルタイム
・スキュー特性を高精度で観測することができ、専用治
具あるいはプローバの開発設計製作の時間と予算を省
き、高速集積回路の開発、検査の省力化を達成すること
ができるようになった。したがって本発明の効果は極め
て大きい。
As is apparent from the above description, by forming a high-speed semiconductor test apparatus on a wafer substrate on which an object to be measured is formed, a high-speed pulse signal which has been impossible so far is used as a signal to be measured. It is possible to introduce it into the measured object. Therefore, since it was possible to observe the signal without signal degradation, it was possible to observe the non-contact nondestructive inspection and the real-time skew characteristics with high accuracy, and the time and budget for the development, design, and production of a dedicated jig or prober were reduced. This has enabled the development of high-speed integrated circuits and labor savings in inspections. Therefore, the effect of the present invention is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すガリウムひ素基板
上の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram on a gallium arsenide substrate showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成要素である光トリガ高速信号発生器
の一実施例の詳細な構成図である。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a light-triggered high-speed signal generator which is a component of FIG. 1;

【図3】図2に示した構成の各部の波形を示す波形図で
ある。
FIG. 3 is a waveform chart showing waveforms at various parts in the configuration shown in FIG. 2;

【図4】図2の構成要素であるダイオードの逆電圧に対
するダイオード端子間容量特性を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a diode terminal capacitance characteristic with respect to a reverse voltage of a diode which is a component of FIG. 2;

【図5】図1の構成要素であるダイオード容量検査用セ
ルの詳細な構成図である。
FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a diode capacitance test cell which is a component of FIG. 1;

【図6】本発明の第2の実施例を示すガリウムひ素基板
上の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram on a gallium arsenide substrate showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の構成要素である広帯域サンプリング・ゲ
ートを含むサンプリング回路の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a sampling circuit including a wideband sampling gate which is a component of FIG. 6;

【図8】図6の構成要素である広帯域サンプリング・ゲ
ートの一実施例の詳細な構成図である。
FIG. 8 is a detailed block diagram of one embodiment of a wideband sampling gate which is a component of FIG. 6;

【図9】図7および図8に示されたサンプリング・パル
スを通し、サンプルされた信号を蓄積するためのコンデ
ンサの構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of a capacitor for storing a sampled signal through the sampling pulse shown in FIGS. 7 and 8;

【図10】図6に示した被測定物を測定する場合のシス
テムの一実施例を示すシステム構成図である。
FIG. 10 is a system configuration diagram showing one embodiment of a system when measuring the device under test shown in FIG. 6;

【図11】図10に示したシステムの各部の波形を示す
波形図である。
FIG. 11 is a waveform chart showing waveforms at various parts of the system shown in FIG. 10;

【図12】図7に示した広帯域サンプリング・ゲートを
含むサンプリング回路の他の実施例である広帯域フォト
・サンプリング・ゲートを含むサンプリング回路の回路
図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of a sampling circuit including a wideband photo sampling gate, which is another embodiment of the sampling circuit including the wideband sampling gate shown in FIG. 7;

【図13】図12に示したサンプリング回路を用いて図
6に示した被測定物を測定する場合のシステムの他の実
施例を示すシステム構成図である。
FIG. 13 is a system configuration diagram showing another embodiment of the system when measuring the device under test shown in FIG. 6 using the sampling circuit shown in FIG. 12;

【図14】図13に示したシステムの各部の波形を示す
波形図である。
FIG. 14 is a waveform chart showing waveforms at various parts of the system shown in FIG. 13;

【図15】本発明の第3の実施例を示すガリウムひ素基
板上の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram on a gallium arsenide substrate showing a third embodiment of the present invention.

【図16】図15のガリウムひ素基板10上の被測定物
から電気光学結晶を用いて信号電界を取り出す様子を示
した断面図である。
16 is a cross-sectional view showing a state in which a signal electric field is extracted from an object to be measured on the gallium arsenide substrate 10 in FIG. 15 by using an electro-optic crystal.

【図17】図16の電気光学結晶を用いた図15の被測
定物を測定する場合のシステム構成図である。
17 is a system configuration diagram in the case of measuring the device under measurement in FIG. 15 using the electro-optic crystal in FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガリウムひ素基板 12 被測定集積回路 14 被測定素子 15 被測定物 20 入力端子 21 トリガ発生器 22 光トリガ発生器 23−1,23−2 光遅延回路 25 光パルス圧縮器 29 信号処理回路 51 グランド電極 52 信号電極 58,59 信号電界 60 電気光学結晶 61 サンプリング入射光 62,64 サンプリング反射光 100 光トリガ高速信号発生器 102 ダイオード容量検査用セル 109 伝送路 111 光サンプリング・パルス 121 光トリガ 122 フォト・コンダクタ 124 バイアス端子 125 非線形伝送路 127−1,127−2,128 終端抵抗器 129 センタ・コンダクタ 141 波形整形器 144 ボンディング・ワイヤ 147 終端抵抗器 159 出力端子 160 グランド・パターン 200 広帯域サンプリング・ゲート 201 広帯域フォト・サンプリング・ゲート 202 ダイオード容量検査用セル 203 電気光学効果広帯域サンプリング・ゲート 215 バイアス電源 216 インダクタンス 217〜219 コンダクタ 221 光トリガ 222〜224 フォト・コンダクタ 225 非線形伝送路 231 信号源 233 入力端子 234 終端抵抗器 235,236 ダイオード 237,238 サンプリング・パルス 239 終端抵抗器 240〜243 コンデンサ 245,246 コンダクタ 248 誘電体 249 エア・ブリッジ 251〜256 抵抗 261,262 増幅器 265 スイッチ 269 出力端子 D1,D2 ダイオード Reference Signs List 10 gallium arsenide substrate 12 DUT 14 DUT 15 DUT 20 input terminal 21 trigger generator 22 optical trigger generator 23-1, 23-2 optical delay circuit 25 optical pulse compressor 29 signal processing circuit 51 ground Electrode 52 Signal electrode 58, 59 Signal electric field 60 Electro-optic crystal 61 Sampling incident light 62, 64 Sampling reflection light 100 Optical trigger high-speed signal generator 102 Diode capacitance inspection cell 109 Transmission path 111 Optical sampling pulse 121 Optical trigger 122 Photo Conductor 124 Bias terminal 125 Non-linear transmission line 127-1, 127-2, 128 Terminating resistor 129 Center conductor 141 Waveform shaper 144 Bonding wire 147 Terminating resistor 159 Output terminal 160 Ground pattern 200 Wide Range sampling gate 201 Broadband photo sampling gate 202 Diode capacitance test cell 203 Electro-optic effect broadband sampling gate 215 Bias power supply 216 Inductance 217 to 219 Conductor 221 Optical trigger 222 to 224 Photoconductor 225 Nonlinear transmission path 231 Signal source 233 Input terminal 234 Terminating resistor 235,236 Diode 237,238 Sampling pulse 239 Terminating resistor 240-243 Capacitor 245,246 Conductor 248 Dielectric 249 Air bridge 251-256 Resistance 261,262 Amplifier 265 Switch 269 Output terminal D1 , D2 diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/66 G01R 31/28 Q R (72)発明者 神谷 武志 東京都杉並区宮前1丁目11番地4号 (56)参考文献 特開 平3−102264(JP,A) 特開 平3−283812(JP,A) 特開 平4−258773(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/28 - 31/3193 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/66 G01R 31/28 QR (72) Inventor Takeshi Kamiya 1-1-11, Miyamae, Suginami-ku, Tokyo (56) Reference Document JP-A-3-102264 (JP, A) JP-A-3-283812 (JP, A) JP-A-4-258773 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 31/28-31/3193

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バイアス電圧をかけられ、光トリガ(1
21)の印加によりコンダクタンスを変化してトリガ・
パルスを出力するためのフォト・コンダクタ(122)
と、 前記トリガ・パルスを受けて、その振幅の小さな部分に
対しては長い伝送時間を示し、振幅の大きな部分に対し
ては短い伝送時間を示し、前記トリガ・パルスの前縁部
を高速化して出力するための非線形伝送手段(125)
と、 前記非線形伝送手段の出力を波形整形して高速パルス信
号を得るための波形整形手段(141)と、 前記フォト・コンダクタと、前記非線形伝送手段と、前
記波形整形手段と、 前記波形整形手段からの高速パルス信号を入力されて試
験される被測定物(12,14,15)とを形成するた
めの半導体基板(10)とを含む光信号を用いた半導体
試験装置。
A bias voltage is applied to a light trigger (1).
21) The conductance is changed by the application of
Photoconductor for outputting a pulse (122)
Receiving the trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude, indicating a short transmission time for a portion having a large amplitude, and speeding up the leading edge of the trigger pulse. Transmission means (125) for outputting the data
Waveform shaping means (141) for shaping the output of the nonlinear transmission means to obtain a high-speed pulse signal; the photo conductor; the nonlinear transmission means; the waveform shaping means; A semiconductor test apparatus using an optical signal including a semiconductor substrate (10) for forming a device under test (12, 14, 15) to be tested by receiving a high-speed pulse signal from the semiconductor device.
【請求項2】 前記半導体基板に形成された前記被測定
物のみを個別に切り離して得るようにした請求項1の光
信号を用いた半導体試験装置。
2. The semiconductor test apparatus using an optical signal according to claim 1, wherein only the device under test formed on the semiconductor substrate is separately obtained.
【請求項3】 前記光トリガが、遅延時間を得るための
光遅延手段(23)を介して前記フォト・コンダクタに
印加される請求項1の光信号を用いた半導体試験装置。
3. The semiconductor test apparatus using an optical signal according to claim 1, wherein said optical trigger is applied to said photoconductor via optical delay means (23) for obtaining a delay time.
【請求項4】 バイアス電圧をかけられ、サンプリング
用光トリガ(221)の印加によりコンダクタンスを変
化してサンプリング用トリガ・パルスを出力するための
サンプリング・トリガ用フォト・コンダクタ(222)
と、 前記サンプリング用トリガ・パルスを受けて、その振幅
の小さな部分に対しては長い伝送時間を示し、振幅の大
きな部分に対しては短い伝送時間を示し、前記サンプリ
ング用トリガ・パルスの前縁部を高速化して出力するた
めのサンプリング用非線形伝送手段(225)と、 前記前縁部を高速化されたサンプリング用非線形伝送手
段の出力から幅の狭いサンプリング・パルスを生成する
ためのサンプリング・パルス生成手段(249)と、 前記サンプリング・パルスを受けて、印加された被測定
信号の振幅成分をサンプルして前記被測定信号よりも緩
やかになったサンプリング出力を得るためのサンプリン
グ・ゲート手段(235,236,241,242)
と、 前記サンプリング・トリガ用フォト・コンダクタと、前
記サンプリング用非線形伝送手段と、前記サンプリング
・パルス生成手段と、前記サンプリング・ゲート手段
と、前記サンプリング・ゲート手段に印加される被測定
信号を発生して試験を受ける被測定物(12,14,1
5)とを形成するための半導体基板(10)とを含む光
信号を用いた半導体試験装置。
4. A sampling trigger photoconductor (222) for applying a bias voltage, changing a conductance by applying a sampling light trigger (221), and outputting a sampling trigger pulse.
Receiving the sampling trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude, indicating a short transmission time for a portion having a large amplitude, and a leading edge of the sampling trigger pulse. A non-linear transmission means for sampling (225) for outputting a signal at a high speed, and a sampling pulse for generating a narrow sampling pulse from the output of the non-linear transmission means for sampling whose leading edge is accelerated. Generating means (249), receiving the sampling pulse, sampling the amplitude component of the applied signal under test, and sampling the amplitude component of the signal under test.
Sampling gate means (235, 236, 241, 242) for obtaining a smoothed sampling output
Generating the sampling trigger photoconductor, the sampling nonlinear transmission means, the sampling pulse generating means, the sampling gate means, and a signal to be applied to the sampling gate means. To be tested (12, 14, 1)
5) A semiconductor test apparatus using an optical signal including a semiconductor substrate (10) for forming the above.
【請求項5】 前記半導体基板に形成された前記被測定
物のみを個別に切り離して得るようにした請求項4の光
信号を用いた半導体試験装置。
5. The semiconductor test apparatus using optical signals according to claim 4, wherein only the device under test formed on the semiconductor substrate is obtained separately.
【請求項6】 前記半導体基板が、 前記サンプリング・ゲート手段からの前記被測定信号よ
りも緩やかになったサンプリング出力の振幅を保持する
ためのストレッチャー(265,243,262)を含
むものである請求項4の光信号を用いた半導体試験装
置。
6. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein said signal to be measured is received from said sampling gate means .
5. The semiconductor test apparatus using an optical signal according to claim 4, further comprising a stretcher (265, 243, 262) for holding the amplitude of the sampling output that has become gentler .
【請求項7】 バイアス電圧をかけられ、光トリガ(1
21)の印加によりコンダクタンスを変化してトリガ・
パルスを出力するためのフォト・コンダクタ(122)
と、 前記トリガ・パルスを受けて、その振幅の小さな部分に
対しては長い伝送時間を示し、振幅の大きな部分に対し
ては短い伝送時間を示し、前記トリガ・パルスの前縁部
を高速化して出力するための非線形伝送手段(125)
と、 前記非線形伝送手段の出力を波形整形して高速パルス信
号を得るための波形整形手段(141)と、 バイアス電圧をかけられ、サンプリング用光トリガ(2
21)の印加によりコンダクタンスを変化してサンプリ
ング用トリガ・パルスを出力するためのサンプリング・
トリガ用フォト・コンダクタ(222)と、 前記サンプリング用トリガ・パルスを受けて、その振幅
の小さな部分に対しては長い伝送時間を示し、振幅の大
きな部分に対しては短い伝送時間を示し、前記サンプリ
ング用トリガ・パルスの前縁部を高速化して出力するた
めのサンプリング用非線形伝送手段(225)と、 前記前縁部を高速化されたサンプリング用非線形伝送手
段の出力から、幅の狭いサンプリング・パルスを生成す
るためのサンプリング・パルス生成手段(249)と、 前記サンプリング・パルスを受けて、印加された被測定
信号の振幅成分をサンプルして前記被測定信号よりも緩
やかになったサンプリング出力を得るためのサンプリン
グ・ゲート手段(235,236,241,242)
と、 前記フォト・コンダクタと、前記非線形伝送手段と、前
記波形整形手段と、 前記サンプリング・トリガ用フォト・コンダクタと、前
記サンプリング用非線形伝送手段と、前記サンプリング
・パルス生成手段と、前記サンプリング・ゲート手段
と、前記波形整形手段からの高速パルス信号を入力され
て前記サンプリング・ゲート手段に印加される被測定信
号を発生して試験を受ける被測定物(12,14,1
5)とを形成するための半導体基板(10)とを含む光
信号を用いた半導体試験装置。
7. A light trigger (1
21) The conductance is changed by the application of
Photoconductor for outputting a pulse (122)
Receiving the trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude, indicating a short transmission time for a portion having a large amplitude, and speeding up the leading edge of the trigger pulse. Transmission means (125) for outputting the data
A waveform shaping means (141) for waveform shaping the output of the non-linear transmission means to obtain a high-speed pulse signal; and a biasing voltage applied to the sampling optical trigger (2).
21) Sampling for outputting a trigger pulse for sampling by changing the conductance by applying
Receiving a trigger photoconductor (222), receiving the sampling trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude and a short transmission time for a portion having a large amplitude; A non-linear transmission means for sampling (225) for speeding up and outputting the leading edge of the sampling trigger pulse; A sampling pulse generating means (249) for generating a pulse; receiving the sampling pulse, sampling an amplitude component of the applied signal under measurement, and sampling the amplitude component more slowly than the signal under measurement.
Sampling gate means (235, 236, 241, 242) for obtaining a smoothed sampling output
The photo conductor, the nonlinear transmission unit, the waveform shaping unit, the sampling trigger photo conductor, the sampling nonlinear transmission unit, the sampling pulse generation unit, and the sampling gate Means for receiving a high-speed pulse signal from the waveform shaping means, generating a signal to be measured applied to the sampling gate means, and performing a test under test (12, 14, 1).
5) A semiconductor test apparatus using an optical signal including a semiconductor substrate (10) for forming the above.
【請求項8】 前記半導体基板に形成された前記被測定
物のみを個別に切り離して得るようにした請求項7の光
信号を用いた半導体試験装置。
8. The semiconductor test apparatus using an optical signal according to claim 7, wherein only the device under test formed on the semiconductor substrate is separately obtained.
【請求項9】 光サンプリング・パルス(111)の印
加によりコンダクタンスを変化して被測定信号の振幅成
分をサンプルして前記被測定信号よりも緩やかになった
サンプリング出力を得るためのフォト・サンプリング・
ゲート手段(201)と、 前記フォト・サンプリング・ゲート手段と、前記フォト
・サンプリング・ゲート手段に印加される前記被測定信
号を発生して試験を受ける被測定物(12,14,1
5)とを形成するための半導体基板(10)とを含む光
信号を用いた半導体試験装置。
9. The application of the optical sampling pulse (111) changes the conductance to sample the amplitude component of the signal under measurement and makes it less gradual than the signal under measurement.
Photo sampling to obtain sampling output
Gate means (201); the photo-sampling gate means; and the device under test (12, 14, 1) which generates the signal-under-test applied to the photo-sampling gate means and undergoes a test.
5) A semiconductor test apparatus using an optical signal including a semiconductor substrate (10) for forming the above.
【請求項10】 前記半導体基板が、 前記フォト・サンプリング・ゲート手段からの前記被測
定信号よりも緩やかになったサンプリング出力の振幅を
保持するためのストレッチャー(265,243,26
2)を含むものである請求項9の光信号を用いた半導体
試験装置。
10. The semiconductor device according to claim 5, wherein said semiconductor substrate is provided with said measurement target from said photo sampling gate means.
A stretcher (265, 243, 26) for holding the amplitude of the sampling output that has become gentler than the constant signal.
10. The semiconductor test device using an optical signal according to claim 9, wherein the device includes 2).
【請求項11】 前記フォト・サンプリング・ゲート手
段に印加される前記光サンプリング・パルスが、光トリ
ガ信号を遅延せしめるための光遅延手段(23−2)
と、前記光遅延手段により遅延せしめられた光トリガ信
号のパルス幅を圧縮するための光パルス圧縮手段(2
5)とを介して得られる請求項9あるいは10の光信号
を用いた半導体試験装置。
11. An optical delay means (23-2) for delaying an optical trigger signal by said optical sampling pulse applied to said photo sampling gate means.
And an optical pulse compression means (2) for compressing the pulse width of the optical trigger signal delayed by the optical delay means.
11. The semiconductor test apparatus using the optical signal according to claim 9 or 10, which is obtained through the above (5).
【請求項12】 バイアス電圧をかけられ、光トリガ
(121)の印加によりコンダクタンスを変化してトリ
ガ・パルスを出力するためのフォト・コンダクタ(12
2)と、 前記トリガ・パルスを受けて、その振幅の小さな部分に
対しては長い伝送時間を示し、振幅の大きな部分に対し
ては短い伝送時間を示し、前記トリガ・パルスの前縁部
を高速化して出力するための非線形伝送手段(125)
と、 前記非線形伝送手段の出力を波形整形して高速パルス信
号を得るための波形整形手段(141)と、 光サンプリング・パルス(111)の印加によりコンダ
クタンスを変化して被測定信号の振幅成分をサンプルし
前記被測定信号よりも緩やかになったサンプリング出
を得るためのフォト・サンプリング・ゲート手段(2
01)と、 前記フォト・コンダクタと、前記非線形伝送手段と、前
記波形整形手段と、 前記フォト・サンプリング・ゲート手段と、前記波形整
形手段からの高速パルス信号を入力されて前記フォト・
サンプリング・ゲート手段に印加される前記被測定信号
を発生して試験を受ける被測定物(12,14,15)
とを形成するための半導体基板(10)とを含む光信号
を用いた半導体試験装置。
12. A photoconductor (12) for receiving a bias voltage and changing a conductance by applying a light trigger (121) to output a trigger pulse.
2) receiving the trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude, a short transmission time for a portion having a large amplitude, and setting a leading edge of the trigger pulse to Nonlinear transmission means (125) for high-speed output
A waveform shaping means (141) for shaping the waveform of the output of the non-linear transmission means to obtain a high-speed pulse signal; and changing the conductance by applying an optical sampling pulse (111) to change the amplitude component of the signal under measurement. Sampling output that is slower than the signal under measurement
Photo sampling gate means for obtaining a force (2
01), the photoconductor, the non-linear transmission means, the waveform shaping means, the photo sampling gate means, and the high-speed pulse signal input from the waveform shaping means.
The device under test (12, 14, 15) that generates the signal under test applied to the sampling gate means and undergoes a test.
And a semiconductor substrate (10) for forming the semiconductor device.
【請求項13】 前記半導体基板に形成された前記被測
定物のみを個別に切り離して得るようにした請求項12
の光信号を用いた半導体試験装置。
13. The semiconductor device according to claim 12, wherein only the device to be measured formed on the semiconductor substrate is separately obtained.
Semiconductor test equipment using optical signals from
【請求項14】 バイアス電圧をかけられ、光トリガ
(121)の印加によりコンダクタンスを変化してトリ
ガ・パルスを出力するためのフォト・コンダクタ(12
2)と、 前記トリガ・パルスを受けて、その振幅の小さな部分に
対しては長い伝送時間を示し、振幅の大きな部分に対し
ては短い伝送時間を示し、前記トリガ・パルスの前縁部
を高速化して出力するための非線形伝送手段(125)
と、 前記非線形伝送手段の出力を波形整形して高速パルス信
号を得るための波形整形手段(141)と、 前記フォト・コンダクタと、前記非線形伝送手段と、前
記波形整形手段と、 前記波形整形手段からの高速パルス信号を入力されて試
験される被測定物(12,14,15)とを形成するた
めの半導体基板(10)と前記被測定物(12,14,
15)において発生する信号電界(58,59)を電気
光学効果により検出して前記信号電界の波形を得るため
の電気光学効果サンプリング手段(203)とを含む光
信号を用いた半導体試験装置。
14. A photoconductor (12) for receiving a bias voltage and changing a conductance by applying a light trigger (121) to output a trigger pulse.
2) receiving the trigger pulse, indicating a long transmission time for a portion having a small amplitude, a short transmission time for a portion having a large amplitude, and setting a leading edge of the trigger pulse to Non-linear transmission means (125) for high-speed output
Waveform shaping means (141) for shaping the output of the nonlinear transmission means to obtain a high-speed pulse signal; the photo conductor; the nonlinear transmission means; the waveform shaping means; A semiconductor substrate (10) for forming a device under test (12, 14, 15) to which a high-speed pulse signal is input from the device and a device under test (12, 14, 15);
15) A semiconductor test apparatus using an optical signal including an electro-optic effect sampling means (203) for detecting a signal electric field (58, 59) generated by the electro-optic effect and obtaining a waveform of the signal electric field.
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