JPH0547883A - 集積回路の回路試験装置および回路試験方法 - Google Patents

集積回路の回路試験装置および回路試験方法

Info

Publication number
JPH0547883A
JPH0547883A JP3225334A JP22533491A JPH0547883A JP H0547883 A JPH0547883 A JP H0547883A JP 3225334 A JP3225334 A JP 3225334A JP 22533491 A JP22533491 A JP 22533491A JP H0547883 A JPH0547883 A JP H0547883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intensity
circuit
signal
laser light
integrated circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3225334A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadao Nagatsuma
忠夫 永妻
Mitsuru Shinagawa
満 品川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP3225334A priority Critical patent/JPH0547883A/ja
Publication of JPH0547883A publication Critical patent/JPH0547883A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定回路への影響を与えずにかつ安価に集
積回路の試験を行える試験装置及び試験方法を提供す
る。 【構成】 被測定回路には変調信号を与えずに通常の動
作を行わせておき、レーザ光の強度を変調し、被測定回
路の電気信号の大きさに応じて変化する変調周波数成分
のレーザ光強度を測定する。この結果、レーザ光の強度
に変調がかかるのみで、被測定回路に対しては何ら変調
信号を与えないので、通常の回路動作のまま測定でき
る。また、その際の変調周波数は、回路の動作周波数や
入力信号パターンには全く無関係に選ぶことができる。
また、直流信号レベルの測定が行えるため、信号レベル
の較正が簡単にでき、測定信号の絶対値を知ることが可
能となる。また、本発明の方法で使用する光検出器は、
低周波数帯で動作する一般的でかつ安価な市販品で構成
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界により複屈折率が
変化する材料にレーザ光を照射し、集積回路の動作によ
って生ずる電界を測定して回路を試験する集積回路の回
路試験装置及び回路試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路の評価及び試験を非接触で行う
手段として、電気光学材料を電界測定のためのセンサに
用いる方法が知られている。即ち、電界によって複屈折
率が変わるという該材料の性質を利用するもので、該材
料にレーザ光を照射すると、電界の大きさに応じて照射
した光の直交する2つの方向の振動成分の位相差、つま
り偏光状態が変化する。通常この偏光変化は、或る適当
な軸方向に設定された偏光板を通すことによって、レー
ザ光の強度変化に変換できる。レーザ光にパルス波を用
いれば、時間的に変化する電界、即ち電気信号の時間変
化をパルス幅に相当する分解能で測定でき、これは電気
光学サンプリングと呼ばれている。GaAsやInP等
の電気光学材料基板上に作られた回路やデバイスの場
合、直接レーザ光を該基板に照射することによって回路
基板内の電界強度に応じた偏光変化を検出する。一方、
Siをはじめ電気光学効果の無い基板上の回路に対して
は、電気光学材料を回路近傍に配置して回路からの漏れ
電界を検出する。このような原理で検出されるレーザ光
の偏光変化或いは偏光変化による強度変化は、極めて微
弱であり、様々な雑音に埋もれがちである。特に、レー
ザ光の強度雑音や測定系の機械的な振動に伴う雑音が数
ヘルツから数百ヘルツの周波数領域に存在し、測定の大
きな妨げとなる。
【0003】従来、これらの影響を避けるため、図7に
示すように、被測定電気信号に強度変調(周波数fm)
をかけ、検出される信号の帯域(中心周波数fm)を上
記の雑音領域から上にシフトさせ、ロックインアンプ等
の狭帯域信号増幅器で検出する方法が用いられている。
また、図7において、変調を行わずに、レーザ光パルス
の発振周波数f1 と被測定回路25の動作周波数f2
の差周波Δfを上記雑音の領域よりも高い周波数に選
び、高速でサンプリングを行った後、信号平均化により
感度を上げる方法(高速オフセット・平均化法)が用い
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示した信号検出
法は、主として以下に述べるような大きな問題点を有し
ている。即ち、まず第1に、被測定回路自身に低周波で
変調された電気信号が印加されるため、通常の回路動作
モードではない状態に陥る危険性があり、場合によって
は回路25が異常発振を起こす。また、第2の問題点と
して、或る決まったパターン長で動作するロジック回路
の場合、変調周波数を任意に選ぶことができない。また
長尺のパターンになるほどそのパターンの周波数よりも
変調周波数を小さくしなければならないので、変調周波
数が低くなり、雑音領域から逃れることが困難となる。
また、第3の問題点として、回路25に印加する信号の
入力数が多くなった場合、電気信号に変調をかけるため
の装置が多数台必要となり、かつ各々の同期に高度に技
術を必要とする。また、第4の問題点として、高速オフ
セット・平均化法を用いた場合、光検出器10の検出帯
域を広くする必要があり、この結果、増加するショット
雑音を相当回数の平均化によって除去するため、測定時
間の増加を招来する。また、同時に広い測定帯域で平坦
な周波数特性を有する高性能の光検出器が必要になる。
また、第5の問題点として、従来までの方法では直流信
号の測定は、不可能であることが挙げられる。この結
果、信号のレベル差は測定できてもその絶対値が分から
ない。本発明は、電気光学サンプリングにおいて、以上
の問題点を解決し、被測定回路自身の動作には全く影響
を与えず、かつ直流レベルの測定が可能となる高感度検
出方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は被測定回路には変調信号を与えずに
通常の動作を行わせておき、レーザ光の強度を変調し、
被測定回路の電気信号の大きさに応じて変化する変調周
波数成分のレーザ光強度を測定するようにしたものであ
る。
【0006】
【作用】本発明によれば、レーザ光の強度に変調がかか
るのみで、被測定回路に対しては何ら変調信号を与えな
いので、通常の回路動作のまま測定できる。その際の変
調周波数は、回路の動作周波数や入力信号パターンには
全く無関係に選ぶことができる。また、直流信号レベル
の測定が行えるため、信号レベルの較正が簡単にでき、
この結果、測定信号の絶対値を知ることが可能となる。
また、本発明の方法で使用する光検出器は、低周波数帯
で動作する一般的でかつ安価な市販品で構成できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示すブロックである。
また、図2及び図3は図1における測定ヘッド8の具体
的な構成例を示すもので、図2は電気光学結晶(電気光
学材料)24を回路に近接させて該結晶にレーザ光を照
射し、回路からの漏れ電界を検出する例を示す図、ま
た、図3は電気光学結晶基板上に直接形成された回路基
板に直接レーザ光を照射して電界を検出する例を示す図
である。
【0008】図1〜図3において、1はレーザ光源、2
は該レーザを駆動するための発振器、3は後述する強度
変調器5を駆動するための発振器、4は被測定回路に電
気信号を与えるための信号発生器、5は強度変調器、6
は偏光子、7は位相補償板、8は測定ヘッド、9は検光
子、10は第1の光検出器、11は第2の光検出器、1
2は差動増幅器、13は狭帯域増幅器、14はシグナル
アベレージャ、15は表示装置、21,22はミラー、
23は対物レンズ、24は電気光学材料、25は被測定
回路である。なお、各図において実線は電気信号を示
し、点線は光信号を示す。
【0009】レーザ光源1からのレーザ光パルス(繰り
返し周波数f1 )は、強度変調器5へ入射し、オン・オ
フの強度変調が与えられる。この変調器5は、例えば電
気光学光変調器や音響光学光変調器で、発振器3からの
電気信号(変調周波数fm)に制御されてレーザ光強度
を周波数fmで時間的に変調する。或いは、レーザ光源
1を駆動する発振器1を直接オン・オフ動作させても、
同様の変調が実現できる。
【0010】このように強度変調を受けたレーザ光は、
偏光子6によって或る決まった方向の直線偏光にされ、
さらに補償板7(例えばバビネ・ソレイユ補償板)で、
後述する適当な位相バイアスが与えられる。そして、測
定ヘッド8において、被測定回路上の電気信号(繰り返
し周波数f2 )の大きさに応じた偏光変化を受ける。こ
の偏光変化は、検光子9により常光線(A)及び異常光
線(B)の強度変化に変換され、それぞれの光線は第1
光検出器10及び第2光検出器11によって2つの電気
信号に変換される。このような検光子は、例えばウォラ
ストンプリズムである。
【0011】次に、これら2つの電気信号は、差動増幅
器12によって差分が検出されて増幅され、狭帯域増幅
器13により、変調周波数fmに同調された信号成分の
みが抽出され、他の周波数に存在する雑音成分が除かれ
て高感度化が図られる。この狭帯域増幅器は例えばロッ
クインアンプであり、参照信号は強度変調器5を制御す
る発振器3から与えられる。
【0012】そして、変調周波数fmに同調されたロッ
クインアンプからの出力信号成分は、シグナルアベレー
ジャ14により平均化処理された後、例えばオシロスコ
ープ等の表示装置15で入力することにより、被測定回
路25上の電気信号を観測することができる。ここで、
シグナルアベレージャ14は必ずしも必要ではなく省略
しても構わない。なお、上記のパルスレーザの繰り返し
周波数f1 と被測定回路25上の電気信号の繰り返し周
波数f2 との間には以下の関係がある。
【0013】 f2 =N*f1 +Δf (1)
【0014】ここで、Nは正の整数、またΔfはオフセ
ット周波数(差周波数)であり、シグナルアベレージャ
14または表示装置15の掃引(横軸)信号の周波数を
与える。このように、周波数のずれをつくってやると、
図4に示すように、結果的にレーザ光パルスが(1/Δ
f)の時間間隔で被測定波形を掃引することになる。周
波数f1 ,f2 ,Δfの代表的な値としては、例えばf
1 =100MHZ ,f2=100MHZ −50GHZ
Δf=1HZ −100HZ である。一方、変調周波数は
これらの周波数f1 ,f2 ,Δfとは無関係であり、振
動やレーザ雑音の方から決まる。通常、低周波雑音を避
けるためfmは10kHZ −100kHZもしくはこの
値以上を設定する。
【0015】次に、図5は、図1の系において、検光子
9を出射する常光線及び異常光線の強度と位相の関係の
一例を示す図である。補償板7により、ヘッド部で検出
される被測定信号が零のとき、検光子9を透過した後に
常光線と異常光線の光量が等しくなるように、測定ヘッ
ド部8へ入射する光の偏光状態を調整する。同図で黒丸
で示した点が上記位相バイアス点と対応する。一方、被
測定信号がある場合、同図に示すように、バイアス点が
白ぬき丸の点にずれて、差動増幅器12の出力にはfm
の基本波成分が現れる。即ち、狭帯域増幅器によりfm
の成分のみを検出すれば、たとえ被測定信号が直流であ
ってもその大きさに応じた光強度の変化が検出できる。
【0016】以上説明したように、本発明は、電気光学
サンプリングにおいて上記した従来の問題点を解決する
ために、被測定回路自身の動作には全く変調を与えず
に、かつ直流レベルの測定が可能となる高感度の電気信
号検出装置及びその方法を提供するものである。即ち、
本発明は、被測定回路には変調信号を与えずに通常の動
作を行わせておき、レーザ光の強度を変調し、電気信号
が存在するときにのみ、その大きさに応じて変化する変
調周波数の光強度を測定するようにしたものである。
【0017】なお、上記した実施例は1つの例示であっ
て、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更或いは
改良を行い得ることは言うまでもない。例えば、図6に
示すように、光検出器の出力信号にバンドパスフィルタ
或いはローパスフィルタをかけた後に差動増幅器に入力
させることにより、信号が無いときの第1の光検出器と
第2の光検出器の出力を効果的にキャンセルして差動増
幅器の出力をより零に近い値に設定することが可能とな
る。即ち一般に、2つの光検出器の応答や差動増幅器の
各々のチャネルの利得は完全には等しくなく、特に周波
数特性に違いがあるため、広帯域にわたって同相成分を
キャンセルすることは不可能である。そこで、検出に必
要な周波数成分(中心周波数fm)を通すフィルタを用
いることにより、帯域を狭めて次段の差動増幅器に入力
すれば、信号が無いときの常光線と異常光線の強度をよ
り完全にキャンセルすることが可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気光学サンプリングによる集積回路の試験において、
被測定回路には何ら変調信号を与えずに通常の動作をさ
せたまま、レーザ雑音に影響を受けない高感度な測定が
でき、かつ信号レベルの絶対値を正確に測定することが
可能となる。また、本発明は、集積回路の試験に限ら
ず、光をプローブとして電界,磁界,温度等を測定する
他の計測技術においても顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る集積回路の回路試験装置及び回路
試験方法の一実施例を示すブロック図である。
【図2】上記回路試験装置の測定ヘッドの具体的構成を
示す説明図である。
【図3】上記測定ヘッドの具体的構成を示す説明図であ
る。
【図4】電気信号波形をパルス化されたプローブ光によ
りサンプリングしその出力を観測する原理を説明するタ
イミングチャートである。
【図5】本発明における光強度と位相との関係の一例を
示す説明図である。
【図6】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図7】従来の集積回路の試験装置のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2,3 発振器 4 信号発生器 5 強度変調器 6 偏光子 7 補償板 8 測定ヘッド 9 検光子 10 第1の光検出器 11 第2の光検出器 12 差動増幅器 13 狭帯域増幅器 14 シグナルアベレージャ 15 表示装置 16 第1のフィルタ 17 第2のフィルタ 21,22 ミラー 23 対物レンズ 24 電気光学材料 25 被測定回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路の動作により生じる信号電界
    を、該信号電界により複屈折率が変化する電気光学材料
    にプローブ光を入射させ、信号電界強度に応じて変化す
    るプローブ光強度を測定することにより前記信号波形を
    検出する集積回路の回路試験装置において、 プローブ光を発生させるためのレーザ光源と、プローブ
    光の強度を変調するための変調手段と、その駆動源であ
    る発振器と、該変調手段により強度変調されたプローブ
    光を直線偏光とするための偏光子と、プローブ光を任意
    の偏光状態にバイアスするための補償板と、信号発生器
    からの電気信号に基づく集積回路動作により生ずる被測
    定電界を前記強度変調されたプローブ光により電気光学
    的に検出する測定ヘッドと、該測定ヘッドにおいて被測
    定電気信号強度に応じた偏光変化を受けたプローブ光を
    強度変化に変換する検光子と、該検光子からの光出力を
    電気信号に変換する光検出器と、該光検出器からの出力
    信号のうち前記発振器からの参照信号に同調した成分の
    みを抽出するための狭帯域増幅器とを備えたことを特徴
    とする集積回路の回路試験装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の集積回路の回路試験装置
    において、 常光線及び異常光線の双方を分離・出射する検光子と、
    両光線を電気信号に変換する第1,第2の光検出器と、
    該電気信号の差分を検出して増幅する差動増幅器とを付
    加したことを特徴とする集積回路の回路試験装置。
  3. 【請求項3】 電界により複屈折率が変化する材料を用
    い、該材料にレーザ光を照射して集積回路の動作により
    生ずる電界を測定することにより回路試験を行う集積回
    路の回路試験方法において、 レーザ光の強度を所定の周波数で変調して前記材料に照
    射し、前記電界の大きさに応じて変化するレーザ光強度
    の変調周波数成分を測定して該電界を検出することを特
    徴とした集積回路の回路試験方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の集積回路の回路試験方法
    において、 偏光板によって常光線と異常光線とを分離して取り出
    し、それぞれの強度変化の差を検出することを特徴とし
    た集積回路の回路試験方法。
JP3225334A 1991-08-12 1991-08-12 集積回路の回路試験装置および回路試験方法 Pending JPH0547883A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3225334A JPH0547883A (ja) 1991-08-12 1991-08-12 集積回路の回路試験装置および回路試験方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3225334A JPH0547883A (ja) 1991-08-12 1991-08-12 集積回路の回路試験装置および回路試験方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0547883A true JPH0547883A (ja) 1993-02-26

Family

ID=16827726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3225334A Pending JPH0547883A (ja) 1991-08-12 1991-08-12 集積回路の回路試験装置および回路試験方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0547883A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087838A (en) * 1997-11-10 2000-07-11 Ando Electric Co., Ltd. Signal processing circuit for electro-optic probe
US6166845A (en) * 1998-05-28 2000-12-26 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic probe
US6201235B1 (en) 1998-05-01 2001-03-13 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic sampling oscilloscope
US6232765B1 (en) 1998-03-19 2001-05-15 Ando Electric Co., Ltd Electro-optical oscilloscope with improved sampling
US6288529B1 (en) 1998-06-03 2001-09-11 Ando Electric Co., Ltd Timing generation circuit for an electro-optic oscilloscope
US6567760B1 (en) 1998-05-06 2003-05-20 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic sampling oscilloscope
WO2014119675A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイス検査装置及び半導体デバイス検査方法
JP2021060308A (ja) * 2019-10-08 2021-04-15 三菱電機株式会社 電圧測定装置および電圧測定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02150776A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Hamamatsu Photonics Kk 電圧検出装置
JPH02172250A (ja) * 1988-12-24 1990-07-03 Dainippon Printing Co Ltd 半導体集積回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02150776A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Hamamatsu Photonics Kk 電圧検出装置
JPH02172250A (ja) * 1988-12-24 1990-07-03 Dainippon Printing Co Ltd 半導体集積回路

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087838A (en) * 1997-11-10 2000-07-11 Ando Electric Co., Ltd. Signal processing circuit for electro-optic probe
US6232765B1 (en) 1998-03-19 2001-05-15 Ando Electric Co., Ltd Electro-optical oscilloscope with improved sampling
US6201235B1 (en) 1998-05-01 2001-03-13 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic sampling oscilloscope
US6567760B1 (en) 1998-05-06 2003-05-20 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic sampling oscilloscope
US6166845A (en) * 1998-05-28 2000-12-26 Ando Electric Co., Ltd. Electro-optic probe
US6288529B1 (en) 1998-06-03 2001-09-11 Ando Electric Co., Ltd Timing generation circuit for an electro-optic oscilloscope
WO2014119675A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイス検査装置及び半導体デバイス検査方法
US9562944B2 (en) 2013-02-01 2017-02-07 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor device inspection device and semiconductor device inspection method
US9618563B2 (en) 2013-02-01 2017-04-11 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor device inspection device and semiconductor device inspection method
US10101383B2 (en) 2013-02-01 2018-10-16 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor device inspection device and semiconductor device inspection method
US10191104B2 (en) 2013-02-01 2019-01-29 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor device inspection device and semiconductor device inspection method
JP2021060308A (ja) * 2019-10-08 2021-04-15 三菱電機株式会社 電圧測定装置および電圧測定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6057919A (en) Apparatus and method for measuring characteristics of optical pulses
US10488259B2 (en) Apparatus and method for measurement of optical frequency shifts
JP2556910B2 (ja) 光強度変化検出装置
JPH0547883A (ja) 集積回路の回路試験装置および回路試験方法
JPH05264609A (ja) 高周波電気信号のエレクトロオプティカル効果による測定方法およびシステム
JPH06148072A (ja) ガス濃度測定方法およびその測定装置
Lin et al. The new circular heterodyne interferometer with electro-optic modulation for measurement of the optical linear birefringence
JPH0755891A (ja) 集積回路の試験方法および試験装置
JP3334743B2 (ja) 電気信号測定装置
JP3015903B2 (ja) 集積回路の回路試験装置および回路試験方法
US5041778A (en) Electrooptic measurement systems for frequency analysis of very wide range signals
JPH08146066A (ja) 電気信号測定方法および装置
JP3165873B2 (ja) 電気信号測定方法および装置
US5012183A (en) Electrooptic effect element and electrical signal waveform measuring apparatus using the same
KR970029393A (ko) 자기광학특성 측정장치
JPH08101232A (ja) 電圧測定装置
JP2003270127A (ja) 光振幅位相時間応答測定装置
Lo et al. The new circular polariscope and the Senarmont setup with electro-optic modulation for measuring the optical linear birefringent media properties
JP3130187B2 (ja) 電界検出装置
JP3500215B2 (ja) 電圧測定装置
JP2556911B2 (ja) 光強度変化検出装置
JPH04148874A (ja) 光サンプリング装置
Calvani et al. HETERODYNE POLARIMETRIC DETECTION FOR REMOTE SENSING
JP3011763U (ja) 四光波混合パルス計測装置
JP2561655Y2 (ja) 光サンプリング装置