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激光電壓探測和成像

簡介：

激光電壓探測 (LVP) 和激光電壓成像 (LVI) 是在電性失效分析中所采用的技術，可在受控模式下對單個器件和整個芯片進行分析。

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應用說明測量策略產品優勢相關產品

應用說明

相關產品：UHFLI, UHF-BOX, UHF-AWG, GHFLI

激光電壓探測 (LVP) 和激光電壓成像 (LVI) 是在電性失效分析中所采用的技術，可在受控模式下對單個器件和整個芯片進行分析。

被測設備 (DUT) 通過特定信號進行激勵，例如數字芯片由時鐘信號或特定數字信號模式激勵，模擬芯片由受控波形激勵。然后用連續波激光照射 DUT（通常進行預處理：通過減薄其基材來減少光吸收）。光電二極管記錄反射光，反射光由載流子密度調制，并因此受相互作用點中的電信號調制。因而，由光電二極管檢測到的信號可以與芯片的預期行為進行比較。紅外激光器曾經廣泛應用于 LVP 和 LVI，但隨著晶體管尺寸的縮小和晶體管密度的增加，需要采用更短的波長來獲得更高的分辨率。

LVP 需要激光光斑聚焦在芯片的某個特定點上，而在 LVI 中，激光束需要按照光柵模式，相對于芯片移動，以創建芯片的二維圖像。LVP 技術是為了在芯片特定位置獲得高精度測量結果：例如，觀察信號相位可用于得出信號的傳播延遲。而 LVI 則用于創建芯片的二維圖像，以便與 CAD 圖紙進行比較，并評估芯片在特定工作條件下的行為。

測量策略

測量策略

反射信號的調制相當微弱，而且信號本身會被殘留的基材厚度吸收。在這種挑戰性的條件下，需要使用靈敏度高、噪聲低的儀器進行信號測量和分析，尤其是在使用可見光時，基材的吸收能力更強。

光電二極管產生的信號由頻譜分析儀進行采集，頻譜分析儀以特定數字信號模式的重復頻率或時鐘頻率為中心頻率，并根據所需的測量速度和噪聲因素選擇測量帶寬。此外，LVP/LVI 系統還包括示波器，用于可視化反射波形的模式并測量信號相位，以便進行傳播延遲的測量。

與傳統的 LVP/LVI 系統相比，鎖相放大器具有以下幾大優勢：

? 由于輸入噪聲較低，對濾波器特性的調整也更精細，因此能提高信噪比 (SNR)。

? 相位信息有助于區分芯片上的反相區和同相區，并區分 p 型和 n 型摻雜區。

? 通過相位信息進行高精度的信號傳播延遲測量。

? 具有模擬和數字接口。

較高的信噪比可以使圖像更清晰，記錄時間也更短；獲取相位信息有助于提高可獲得的有效分辨率。

此外，Boxcar 平均器也為 LVP/LVI 測量提供了實用功能：

? 在測量持續時間相當的情況下，提供更高的信噪比。

? 對占空比遠低于 50% 的信號進行測量。

? 高時域選擇性，適用于需要在時域上精準區分時間的測量（例如測量具有長的位模式的信號或特定的信號傳播延遲）。

? 區分 p 型和 n 型摻雜區。

產品優勢

產品優勢

━ UHFLI 鎖相放大器通過集成兩個鎖相放大器單元、一個數字示波器、一個頻譜分析儀、兩個 Boxcar 平均器單元（需配備 UHF-BOX Boxcar 平均器選件）和一個用于可視化和記錄反射波形或特定數字信號模式的周期性波形分析儀 (PWA)（需配備 UHF-BOX Boxcar 平均器選件），可在單臺儀器中通過單一用戶界面為所有 LVP/LVI 方法提供必要功能。

━ 借助 UHF-AWG 任意波形發生器選件，無需額外硬件即可生成 DUT 的激勵信號。既可輸出完全控制所有脈沖參數的脈沖模式，也可輸出驅動模擬芯片的真正任意波形，UHF-AWG 采用類似于 C 語言的定序器編程語言，使用便捷，可確保極高的定時精度。

━ UHFLI 的所有功能均可并行使用，因此可以同時運行所有模塊（頻譜分析儀、鎖相放大器單元和 Boxcar 平均器），并針對每種情況選擇適合的功能，從而達到理想的結果。

━ 可以執行時間分辨測量，例如分離出模式中的特定位或只突出顯示具有特定信號傳播延遲的芯片區域：兩個 Boxcar 平均器單元使得執行復雜的時間分辨測量變得更加簡單。

━ UHFLI 可以同時測量多達 8 個諧波，并為每個諧波生成一個圖像。此外，UHF-MF 多頻選件可并行測量頻率完全不同的信號，這對于在多個頻率點上同時進行并行表征的模擬電路非常重要。

━ 通過專用成像模塊，可以直接在 LabOne 中獲取 LVI 圖像。

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