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锁相放大器激光电压探测和成像

锁相放大器激光电压探测和成像

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  • 发布时间:2020-05-20 15:29
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相关产品: UHFLIUHF-BOXUHF-AWG

应用说明

 

锁相放大器激光电压探测和成像(激光电压探测(LVP)和激光电压成像(LVI))是用于电子故障分析的技术,用于在受控模式下操作单个器件和完整芯片。

被测设备(DUT)受到特定信号的激励,例如数字芯片的时钟或数据模式以及模拟芯片的受控波形。然后通过连续波激光照射DUT(通常是通过减薄其基板以减少光吸收)来制备。光电二ji管记录反射光,该反射光由载流子密度调制,并因此受相互作用点中的信号调制。因此,可以将由光电二ji管检测到的信号与预期的芯片性能进行比较。红外激光器是LVPLVI的选择,但是减小晶体管尺寸和增加晶体管密度要求转向更短的波长,以获得更高的分辨率。

LVP需要将激光光斑聚焦在芯片上的特定点上,而在LVI中,激光束会按照光栅图案相对于芯片移动以创建芯片的2D图像。前一种技术的目的是在特定的芯片位置上获得测量结果:例如,查看信号相位可用于得出信号的传播延迟。另一方面,LVI旨在创建芯片的2D图像,以将其与CAD图进行比较,并在给定的操作条件下评估芯片的性能。

 

测量方法

反射信号的调制相当弱,并且信号本身被残留的基板厚度吸收。这种挑战性条件要求使用灵敏且低噪声的仪器进行信号测量和分析,尤其是在使用可见光时,其底物吸收更强。

来自光电二ji管的信号是由频谱分析仪采集的,该频谱分析仪是数据模式重复率或时钟频率,并根据所需的测量速度和噪声考虑选择了测量带宽。此外,LVP / LVI系统还包括一个示波器,用于可视化反射的波形图并测量信号相位以进行传播延迟测量。

与传统的LVP / LVI系统相比,锁相放大器具有几个优点:

由于较低的输入噪声和对滤波器特性的更好调整,因此具有较高的信噪比(SNR)。

相位信息可用于分离芯片上的反相和同相区域,并区分pn掺杂区域。

通过相位信息进行高精度信号传播延迟测量。

模拟和数字接口。

较高的SNR可以使图像更清晰,记录时间更短。访问相位信息有助于提高可获得分辨率。

Boxcar平均器还为LVP / LVI测量提供了有利的功能:

高的信噪比(可比的测量持续时间)。 

占空比低于50%的信号的测量。

高时域选择性,可用于需要时间区分的测量(例如,具有长位模式或特定信号传播延迟)。

p型和n型掺杂区域之间的区别。

 

选择瑞士Zurich Instruments 锁相放大器优势

UHFLI锁相放大器通过集成两个锁相放大器单元,一个数字示波器,一个频谱分析仪,两个Boxcar平均器单元(与UHF-A一起),在一个盒子和一个用户界面中为所有LVP / LVI方法提供了功能。 BOX Boxcar Averager选件)和用于可视化和记录反射波形或数据模式的周期性波形分析仪(PWA)(使用UHF-BOX Boxcar Averager选件)。

UHF-AWG任意波形发生器选件使得无需额外的硬件即可为DUT生成激励信号。从完全控制所有脉冲参数的脉冲模式到驱动模拟芯片的任意波形,UHF-AWG的用户友好型C排序器语言可确保定时精度。

UHFLI的所有功能都可以并行使用,因此您可以同时运行所有方法(频谱分析仪,锁定和Boxcar),并为每种情况选择佳的结果。

可以执行时间分辨的测量,例如隔离模式中的特定位或仅突出显示具有特定信号传播延迟的芯片区域:两个Boxcar平均器单元使复杂的时间分辨测量的实现变得简单。

UHFLI可以同时测量8个谐波,每个谐波产生一张图像。此外,UHF-MF Multi-Frequency选项可对具有完全不同频率的信号进行并行测量:例如,这对于表征多个并行频率点处的模拟电路非常重要。

使用专用的成像模块,您可以直接在LabOne中获取LVI图像。

 

 

参考资料

瑞士Zurich Instruments 官网资料整理

 

 

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