用于集成電路的反射儀測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】一種用于允許裝置進(jìn)行測(cè)試的反射儀，反射儀包含：脈沖輻射源；第一光導(dǎo)電元件，第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自此脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；第二光導(dǎo)電元件，第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；傳輸線設(shè)置，傳輸線設(shè)置被配置成將脈沖從第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至第二光導(dǎo)電元件；以及終端電阻，終端電阻被提供為用于此傳輸線，且終端電阻被配置成匹配傳輸線的阻抗。
【專利說(shuō)明】用于集成電路的反射儀測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上關(guān)注測(cè)試系統(tǒng)的領(lǐng)域。更特定而言，關(guān)注用于測(cè)試電子裝置完整性的測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]時(shí)域反射儀(TDR)是用于測(cè)試?yán)|線、印刷電路板、電子裝置與類似者的完整性。TDR藉由將短上升時(shí)間脈沖傳送穿過(guò)欲測(cè)試的物件來(lái)操作，欲測(cè)試的物件通常被稱為待測(cè)裝置“Device Under Test”或DUT。若DUT在布線中具有任何斷路或短路，則脈沖將至少部分地被反射。若不存在缺陷且裝置布線被適當(dāng)?shù)囟私?，則脈沖將不會(huì)被反射。
[0003]先前已提出使用脈沖來(lái)執(zhí)行TDR，見(jiàn)例如US7, 280，190，使用以光電取樣技術(shù)來(lái)建置的兆赫茲(THz)發(fā)送器與接收器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供執(zhí)行TDR的系統(tǒng)，或提供使用光導(dǎo)電元件作為接收器與產(chǎn)生器的反射儀，在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于允許裝置進(jìn)行測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:
[0005]脈沖輻射源；
[0006]第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0007]第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0008]傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件；以及
[0009]終端電阻，該終端電阻被提供為用于該傳輸線，且該終端電阻被配置成匹配該傳輸線的阻抗。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方式中，由第一光導(dǎo)電元件輸出的脈沖在10GHz至ΙΟΤΗζ的頻率范圍中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，頻率范圍為50GHz至500GHz。
[0011]在一個(gè)實(shí)施方式中，光導(dǎo)電元件(PCE)與在分離基板上的微帶或共平面(co-planar)傳輸線整合在一起。期望避免從波導(dǎo)背向反射，背向反射會(huì)在來(lái)自DUT的信號(hào)中產(chǎn)生人工因素。
[0012]為了至少部分地處理此問(wèn)題，在一個(gè)實(shí)施方式中提供匹配電阻于產(chǎn)生器與接收器的至少一者上，而使沿著微帶投射至產(chǎn)生器及/或接收器上的信號(hào)被實(shí)質(zhì)上吸收。
[0013]在US4，896，109中，光導(dǎo)電接收器被直接連接至50歐姆(ohm)傳輸線。在此配置中，假定所述裝置呈現(xiàn)高阻抗，且因此不會(huì)攪亂線上的信號(hào)。若傳輸線被形成在與產(chǎn)生器及/或接收器不同的基板上，則PCE對(duì)于微帶的接近性，將無(wú)法避免地改變彼線的阻抗，且因此將無(wú)法避免背向反射。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的系統(tǒng)將此種問(wèn)題最小化。
[0014]終端電阻可為位于傳輸線尾端的嵌入式電阻(在微帶電路自身上)，作為將終端電阻制造于光導(dǎo)電裝置上的替代方案。[0015]在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于允許裝置進(jìn)行測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:
[0016]脈沖輻射源；
[0017]第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0018]第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0019]傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件，該傳輸線具有三終端設(shè)置，其中該第一光導(dǎo)電元件與該第二光導(dǎo)電元件被提供在分離的終端處，且對(duì)該裝置的輸入被提供在第二終端處。
[0020]DUT可直接或不直接地連接至第三終端。例如，至DUT的輸入可包含連接至DUT的另一傳輸線。
[0021]可發(fā)生從產(chǎn)生器至接收器的直接電氣脈沖傳輸。然而，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀中，從產(chǎn)生器至接收器的路徑長(zhǎng)度是實(shí)質(zhì)上短于從產(chǎn)生器至DUT至接收器的路徑長(zhǎng)度。因此，在時(shí)域中兩個(gè)信號(hào)不會(huì)重疊，故不會(huì)難以辨別向外信號(hào)與經(jīng)反射信號(hào)。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，從產(chǎn)生器至DUT至接收器的路徑長(zhǎng)度，是至少為從產(chǎn)生器至接收器的路徑長(zhǎng)度的兩倍。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方式中，三端傳輸線設(shè)置是為Y形的形式，稱之為Y形分叉器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)亦在產(chǎn)生器與接收器元件之間維持某些最小實(shí)體間隔，間隔足以容納用以將泵浦光束與探測(cè)光束聚焦在每一裝置的活動(dòng)區(qū)域上的非球面透鏡，亦即，裝置間隔至少必須等于聚焦透鏡的直徑。
[0024]在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于產(chǎn)生器的激發(fā)光束(泵浦光束)與用于接收器的激發(fā)光束(探測(cè)光束)的角度可為向內(nèi)(angled inwards),以允許裝置能較接近。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置，尋求避免任何所產(chǎn)生或接收的脈沖傳輸穿過(guò)光導(dǎo)電半導(dǎo)體基板。信號(hào)被隨即由接合線導(dǎo)離光導(dǎo)電電極到100歐姆微帶軌道。
[0026]前述傳輸線設(shè)置可結(jié)合終端電阻來(lái)使用。
[0027]在第三個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于允許裝置進(jìn)行測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:
[0028]脈沖輻射源；
[0029]第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0030]第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0031]傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件，
[0032]其中至少一個(gè)光導(dǎo)電元件包含一對(duì)電極，該對(duì)電極是提供在第一基板的第一表面上，且該傳輸線設(shè)置是提供在第二基板的第二表面上，
[0033]該第一表面與該第二表面被提供為面對(duì)彼此，而使在該元件與該傳輸線設(shè)置之間存在脈沖通信。
[0034]前述設(shè)置為覆晶(flip-chip)設(shè)置，其中光導(dǎo)電器的頂表面被放置為向下面向微帶電路。亦可使用覆晶安裝以將光導(dǎo)電器耦合至共平面波導(dǎo)，以及微帶/微帶線(stripline)波導(dǎo)。光導(dǎo)電元件與微帶之間的電氣連結(jié)，是使用以下一般覆晶方法之一者來(lái)形成:
[0035]一回流焊接(reflow soldering)
[0036]一傳導(dǎo)性環(huán)氧樹(shù)脂
[0037]在使用回流焊接過(guò)程的情況中，使用版印刷過(guò)程(stencil printing)或一些其他沉積方法將焊料膠沉積至微帶PCB的接觸墊上。芯片被放置為向下面向PCB，而使膠接觸芯片與PCB兩者。組件隨后在爐中被加熱，以融化形成兩者之間的接合的焊料。
[0038]使用傳導(dǎo)性環(huán)氧樹(shù)脂的方法是類似的，但可使用較低的溫度以讓環(huán)氧樹(shù)脂固化。
[0039]為了光學(xué)激發(fā)在此覆晶體形中的光導(dǎo)電器，需要在PCB中提供小洞(例如使用諸如激光鉆孔器的鉆孔器)，以提供穿過(guò)PCB組件對(duì)光導(dǎo)電器活動(dòng)區(qū)域的光學(xué)存取。
[0040]提供對(duì)光導(dǎo)電器的光學(xué)存取的替代方法為，將光導(dǎo)電層制造在通透的基板上?？赡苁褂眉尉б瞥?epitaxial liftoff )方法來(lái)將1 μ m嘉晶層從GaAs晶圓轉(zhuǎn)移到熔凝石英(fused quartz)晶圓上。
[0041]在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種反射儀系統(tǒng)，該反射儀系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)反射儀，其中該復(fù)數(shù)個(gè)反射儀被提供單一通用第一基板，以使該復(fù)數(shù)個(gè)反射儀的所述光導(dǎo)電元件在同時(shí)間被覆晶接合。
[0042]上文提供了多通道TDR系統(tǒng)，其中許多光導(dǎo)電元件被形成在單一半導(dǎo)體晶粒上，且此晶粒被覆晶安裝至微波PCB電路，微波PCB電路傳遞自/至待測(cè)裝置(通常為多接腳1C)上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的 脈沖。
[0043]在US4，896， 109中，線性光導(dǎo)電裝置設(shè)置被描述為沿著單一傳輸線放置。在傳輸線的一尾端存在脈沖產(chǎn)生器。接收器裝置被放置在沿著產(chǎn)生器與DUT之間的傳輸線的測(cè)量點(diǎn)處。
[0044]半導(dǎo)體基板的高介電常數(shù)使100歐姆傳輸線變得難以設(shè)計(jì)。共平面設(shè)計(jì)會(huì)遭受輻射損失，而微帶設(shè)計(jì)需要非常薄的軌道寬度。亦難以將半導(dǎo)體基板上的傳輸線耦合至同軸線而不產(chǎn)生大反射或介入損失。
[0045]在本發(fā)明實(shí)施方式中，藉由將光導(dǎo)電元件直接耦合至形成在低介電常數(shù)(以PTFE為基礎(chǔ))基板上的微帶波導(dǎo)，而在半導(dǎo)體上不具有干預(yù)波導(dǎo)，至少部分地處理了前述問(wèn)題(Taconic TLY5或Rogers R04000為適合的銅包覆材料示例，可從銅包覆材料制造高頻傳輸線)。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電常數(shù)ε為10或更少。
[0046]在一個(gè)實(shí)施方式中，相對(duì)于探測(cè)光束路徑長(zhǎng)度來(lái)改變泵浦光束路徑長(zhǎng)度，或反之，相對(duì)于泵浦光束路徑長(zhǎng)度來(lái)改變探測(cè)光束路徑長(zhǎng)度。在先前技術(shù)中用于實(shí)現(xiàn)此變異的方法，包含使用以步進(jìn)馬達(dá)致動(dòng)的光學(xué)延遲。此作法被將光學(xué)延遲光學(xué)器件在位置之間移動(dòng)所需的時(shí)間，限制了測(cè)量速率。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包含所謂的“快速掃描”系統(tǒng)，其中藉由使玻璃長(zhǎng)菱體(rhomboid)振蕩來(lái)獲得光學(xué)延遲(如在ΕΡ1543372描述)。這允許了高的數(shù)據(jù)收集率。然而，藉由使用旋轉(zhuǎn)快速掃描方案所能獲得的最大延遲長(zhǎng)度，對(duì)于適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體裝置特征而言可為不足。根據(jù)實(shí)施方式的進(jìn)一步系統(tǒng)，結(jié)合快速掃描光學(xué)延遲與以長(zhǎng)程“慢速”線性級(jí)為基礎(chǔ)的第二光學(xué)延遲。隨后，總體光學(xué)延遲為快速與慢速延遲的總和。獲取方法涉及在每一長(zhǎng)延遲位置值處收集一個(gè)或多個(gè)由快速掃描獲取的波形。來(lái)自每一長(zhǎng)延遲位置的波形在控制PC (個(gè)人電腦)內(nèi)被結(jié)合，以產(chǎn)生總體波形，總體波形覆蓋的范圍要比快速掃描延遲分離覆蓋的范圍長(zhǎng)得多。以此方式，獲得了 150mm以上的光學(xué)延遲。此方法被稱為“混合”掃描方法。
[0048]US4, 896, 109描述了如何可使用直流電壓來(lái)偏壓脈沖產(chǎn)生裝置。在文獻(xiàn)中已公開(kāi)了光學(xué)削減(optical chopping)與相位靈敏檢測(cè)，以作為增進(jìn)信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度與選擇度(w.r.t.噪聲)的手段。然而，光學(xué)削減不必要地減少了系統(tǒng)處理量，因?yàn)樾盘?hào)有50%的時(shí)間是關(guān)閉的。
[0049]在第四個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于允許裝置進(jìn)行測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:
[0050]脈沖輻射源；
[0051]第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0052]扼流圈電阻，該扼流圈電阻被設(shè)置而使該第一光導(dǎo)電元件被經(jīng)由該扼流圈電阻偏壓，該扼流圈電阻具有至少100歐姆的電阻值；
[0053]第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0054]傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件。
[0055]在第一光導(dǎo)電元件的光導(dǎo)電間隙處光學(xué)激發(fā)之后，扼流圈電阻限制電流。
[0056]純的單晶光學(xué)主動(dòng)半導(dǎo)體通常具有Ins以上的電荷載子(carrier)生命期(或在Si或具有不直接能帶間隙的其他材料的情況中大于1 μ s，)。對(duì)于測(cè)量或產(chǎn)生微微秒(picosecond)電氣脈沖而言此生命期太長(zhǎng)了。已知藉由以輻射傷害材料、離子植入、低溫生長(zhǎng)或嵌入其他結(jié)構(gòu)(諸如量子點(diǎn))，來(lái)減少此種半導(dǎo)體的電荷載子生命期。以此方式，載子生命期可能為1微微秒以下。然而，在應(yīng)用高電場(chǎng)的情況下，自由電荷較不會(huì)有效地被所述手段捕捉。在所述低生命期材料被用以制造光導(dǎo)電脈沖產(chǎn)生器時(shí)，已知所產(chǎn)生的脈沖并不會(huì)如從未偏壓材料的性質(zhì)推測(cè)般的短。
[0057]在以上的實(shí)施方式中，使用扼流圈電阻來(lái)限制電流，以允許產(chǎn)生次微微秒脈沖。因此，避免了需要形成具有天生低載子生命期的載子的半導(dǎo)體基板。
[0058]上文所描述的一種或多種終端電阻，可連同扼流圈電阻來(lái)使用。上文所描述的傳輸線設(shè)置，可連同扼流圈電阻及/或終端電阻來(lái)使用。
[0059]在一個(gè)實(shí)施方式中，扼流圈電阻被直接整合至光導(dǎo)電裝置的基板上，且直接與裝置電極鄰接。在另一個(gè)實(shí)施方式中，扼流圈電阻被提供在另一基板上，且使用接合線、表面安裝(surface mount)連結(jié)等等來(lái)制成對(duì)光導(dǎo)電器的連結(jié)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的方法，對(duì)脈沖產(chǎn)生器采用交流偏壓。因而可能對(duì)直接自接收器裝置測(cè)量的信號(hào)使用相位靈敏檢測(cè)。泵浦光束與探測(cè)光束持續(xù)維持為開(kāi)啟，以將處理量最大化。應(yīng)注意到激光以約80MHz的重復(fù)率產(chǎn)生一列次微微秒脈沖。這大大地快于電子設(shè)備或數(shù)字取樣系統(tǒng)的響應(yīng)率。80MHz脈沖被JFET前置放大器的輸入電容完全平滑化。因此從獲取系統(tǒng)的觀點(diǎn)看來(lái)，光束可被視為連續(xù)的。在使用光學(xué)削減時(shí)，光束有50%的時(shí)間被阻擋，在被阻擋時(shí)光學(xué)功率事實(shí)上是被浪費(fèi)的。使用交流偏壓調(diào)變，避免浪費(fèi)任何光學(xué)功率。
[0061]用于本發(fā)明實(shí)施方式中的接收器類型，通常具有相當(dāng)高的源阻抗(約IM歐姆)。在包含前置放大器以將接收器的輸出信號(hào)放大的實(shí)施方式中，前置放大器較佳地具有高輸入阻抗，以測(cè)量此信號(hào)來(lái)源。前置放大器的輸入阻抗主要由輸入電容確定。使用JFET緩沖器，提供了約5pF的輸入電容。
[0062]在另一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)于IM歐姆阻抗,偏壓頻率為
[0063]/ = YJiZC = ”.HKHz
[0064]其中C=5pF 而 Z=IM 歐姆。
[0065]此允許系統(tǒng)的最佳偏壓頻率被確定。在較高的頻率處，JFET的輸入電容對(duì)來(lái)源呈現(xiàn)較低的阻抗，而減少了信號(hào)振幅。在較低的頻率處，需要較長(zhǎng)的信號(hào)整合時(shí)間以用于相位靈敏檢測(cè)，而限制了測(cè)量速率。
[0066]US4，896，109的圖2元件33提到以電感作為RF扼流圈。再者，并未說(shuō)明與光導(dǎo)電
器的整合。
[0067]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的系統(tǒng)中，使用電阻。電阻可具有相對(duì)于頻率為定值的阻抗，而使電阻在低頻維持當(dāng)前的阻擋動(dòng)作。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)于光導(dǎo)電器中的電荷載子，阻抗需對(duì)下至(I/再結(jié)合時(shí)間)的頻率維持為高。在GaAs中，再結(jié)合時(shí)間為約1ns，因此，在一個(gè)實(shí)施方式中扼流圈阻抗必須對(duì)下至IGHz (或類似者)的頻率維持為高。在一個(gè)實(shí)施方式中，在交流偏壓頻率處阻抗最少為100000歐姆。
[0068]在本發(fā)明實(shí)施方式中，使用光纖來(lái)提供對(duì)光導(dǎo)電裝置的光學(xué)激發(fā)。在特定實(shí)施方式中，使用單模光纖。光纖亦可被色散補(bǔ)償，以消除脈沖穿過(guò)光纖時(shí)的色散效應(yīng)。亦可使用偏振維持光纖以避免由光纖動(dòng)作造成的信號(hào)擾動(dòng)。
[0069]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，光導(dǎo)電裝置被使用弓I線接合(wire-bonding)稱合至波導(dǎo)。接合線具有限制信號(hào)頻寬的電感，因此此電感較佳地需被最小化。為此理由，楔接合方法(wedge bonding method)優(yōu)于焊球接合(ball bonding)。帶狀接合(ribbon bonds)為甚至更佳的手段，以最小化此連結(jié)的電感。帶狀接合較佳于引線接合，因?yàn)閹Ь哂休^引線為低的電感。楔接合為制成帶狀接合的一般方法(相對(duì)于焊球接合，楔接合一般使用圓形切面線)。
[0070]在一個(gè)實(shí)施方式中,光導(dǎo)電材料的基板被退火。基板可為GaAs、InP、GaInAs或其他II1-V族合金。
[0071]光導(dǎo)電裝置通常在各自高頻限制處平滑下降。此表示，雖然所產(chǎn)生與檢測(cè)的功率大多位于小于70GHz的區(qū)域中，有少量的信號(hào)功率的頻率高于此。系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)范圍，表示此對(duì)于信號(hào)的非常高的頻率內(nèi)容可用以增進(jìn)系統(tǒng)的上升時(shí)間，該上升時(shí)間相對(duì)于使用未經(jīng)處理而測(cè)量到的脈沖來(lái)獲得的上升時(shí)間。
[0072]在一個(gè)實(shí)施方式中，使用準(zhǔn)直自由空間光束與兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)鏡來(lái)制成光學(xué)耦合(亦即，不使用固定式柔引線(pig-tail)設(shè)置來(lái)將裝置耦合至光纖)，對(duì)準(zhǔn)鏡用以將光學(xué)對(duì)準(zhǔn)調(diào)諧至裝置上。這表示，裝置方塊(包含產(chǎn)生器與接收器PCE、Y形分叉器以及“火星塞(sparkplug)”微帶至同軸連接器)可被輕易替換。
[0073]在一個(gè)實(shí)施方式中，穿過(guò)產(chǎn)生器裝置的電流作為特征化裝置的效能的手段而被測(cè)量。如果發(fā)生對(duì)產(chǎn)生器的ESD傷害，則穿過(guò)產(chǎn)生器的光電流改變。
[0074]在另一個(gè)實(shí)施方式中，在接收器光導(dǎo)電器被激光光束點(diǎn)亮(illuminated)時(shí)，測(cè)試信號(hào)被注入至接收器裝置的接地連結(jié)，接地連結(jié)被耦合穿過(guò)至檢測(cè)信號(hào)。此測(cè)試信號(hào)的大小提供對(duì)接收器裝置的效能的指示。
[0075]使用前述兩種測(cè)試方法，可能檢查由ESD傷害所造成的各裝置狀態(tài)的變化或其他劣化。[0076]根據(jù)前述實(shí)施方式的系統(tǒng)，可適用于各種用途，諸如:
[0077]1.故障分析工具，故障分析工具探測(cè)裝置上的單一接腳對(duì)。是使用手動(dòng)定位。
[0078]2.品質(zhì)確認(rèn)工具，此為用于測(cè)試來(lái)自一批IC基板的大量取樣的半自動(dòng)工具。
[0079]3.大量制造，此為在封裝與晶粒整合之前測(cè)試每一封裝的高產(chǎn)量系統(tǒng)。
[0080]此高度可平行化的架構(gòu)可需要平面光電路，平面光電路將所供應(yīng)的光學(xué)功率分配至許多脈沖產(chǎn)生器/接收器。在另一個(gè)實(shí)施方式中，故障分析工具(FA-tool)將以1.55i!m光纖激光為基礎(chǔ)。此種系統(tǒng)可進(jìn)一步包含以光纖為基礎(chǔ)的快速掃描延遲線與U形具座線性延遲，以避免需要光學(xué)具座或鑄件。
[0081]在第五個(gè)方面，本發(fā)明提供一種對(duì)裝置執(zhí)行反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:
[0082]提供脈沖輻射源；
[0083]提供第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0084]提供扼流圈電阻，該扼流圈電阻經(jīng)設(shè)置而使該第一光導(dǎo)電元件穿過(guò)該扼流圈電阻被偏壓，該扼流圈電阻具有至少100歐姆的電阻值；
[0085]提供第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0086]將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電兀件。
[0087]在第六個(gè)方面，本發(fā)明提供一種對(duì)裝置執(zhí)行反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:
[0088]提供脈沖輻射源；
[0089]提供第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0090]提供第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0091]使用傳輸線將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件；以及
[0092]提供終端電阻，該終端電阻被提供以用于該傳輸線，且該終端電阻被配置成匹配該傳輸線的阻抗。
[0093]在第七個(gè)方面，本發(fā)明提供一種對(duì)裝置執(zhí)行反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:
[0094]提供脈沖輻射源；
[0095]提供第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；[0096]提供第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0097]使用傳輸線將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件，該傳輸線具有三終端設(shè)置，其中該第一光導(dǎo)電元件與該第二光導(dǎo)電元件被提供在分離的終端處，且對(duì)該裝置的輸入被提供在第三終端處。
[0098]在第八個(gè)方面，本發(fā)明提供一種對(duì)裝置執(zhí)行反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:
[0099]提供脈沖輻射源；
[0100]提供第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自該脈沖輻射源的照射而輸出脈沖；
[0101]提供第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收脈沖；
[0102]使用傳輸線將脈沖從該第一光導(dǎo)電元件導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的該脈沖導(dǎo)至該第二光導(dǎo)電元件，
[0103]其中至少一個(gè)光導(dǎo)電元件包含一對(duì)電極，該對(duì)電極被提供在第一基板的第一表面上，且該傳輸線設(shè)置被提供在第二基板的第二表面上，
[0104]該第一表面與該第二表面被提供為面對(duì)彼此，而使在該元件與該傳輸線設(shè)置之間存在脈沖通信。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0105]已參照以上非限定的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，其中:
[0106]圖1為反射儀的示意圖；
[0107]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的詳細(xì)示意圖；
[0108]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的另一詳細(xì)示意圖，圖示圖2的反射儀的探針;
[0109]圖3a為圖2與圖3的反射儀所使用的微帶傳輸線的變異的示意圖；
[0110]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的示意圖，圖示提供在對(duì)傳輸線不同的基板上的光導(dǎo)電材料元件；
[0111]圖5為用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的光導(dǎo)電材料元件與傳輸線的示意圖；
[0112]圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的3D示意圖；
[0113]圖7圖示圖6的示意圖的放大部分；
[0114]圖8為圖示微帶與光導(dǎo)電元件之間的接合連結(jié)的示意圖；
[0115]圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有收發(fā)器配置的反射儀的線圖；
[0116]圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有收發(fā)器配置的反射儀的示意圖；
[0117]圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反射儀的示意圖，其中光導(dǎo)電元件已被使用覆晶技術(shù)接合至傳輸線；
[0118]圖12為圖11的反射儀的示意圖，反射儀具有通透光導(dǎo)電產(chǎn)生器以點(diǎn)亮在光導(dǎo)電產(chǎn)生器之下的金屬軌道；
[0119]圖13為圖11的反射儀的示意圖，反射儀具有通透光導(dǎo)電接收器以點(diǎn)亮在光導(dǎo)電接收器之下的布線；
[0120]圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多通道反射儀的示意圖，其中光導(dǎo)電元件被使用覆晶技術(shù)接合；
[0121]圖15圖示圖14的放大區(qū)域；
[0122]圖16圖示圖14的反射儀的下側(cè)，反射儀具有光學(xué)輸入；
[0123]圖17a為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的測(cè)試系統(tǒng)，圖17b為圖17a的系統(tǒng)的光導(dǎo)電發(fā)射器的詳圖，而圖17c為圖17a的系統(tǒng)的光導(dǎo)電檢測(cè)器的詳圖；
[0124]圖18a為可用于圖17a的系統(tǒng)中的wye分叉器的示意圖，而圖18b為可用于圖17a的系統(tǒng)中的delta分叉器的示意圖；
[0125]圖19為圖17a的微帶基板與微帶的示意圖；
[0126]圖20為具有RF吸收材料的圖5的元件的示意圖；以及
[0127]圖21為用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的系統(tǒng)中的光導(dǎo)電檢測(cè)器電路的示意圖，該光導(dǎo)電檢測(cè)器電路具有TVS 二極管。
【具體實(shí)施方式】
[0128]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的測(cè)試設(shè)備的示意圖。光導(dǎo)電元件I沿著傳輸線傳送脈沖至待測(cè)裝置(DUT)5。在一個(gè)實(shí)施方式中，由第一光導(dǎo)電元件輸出的脈沖在IOGHz至IOTHz之間的頻率范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，頻率范圍為50GHz至500GHz。
[0129]DUT沿著傳輸線將信號(hào)反射回光導(dǎo)電接收器3。藉由測(cè)量經(jīng)反射的脈沖，確定DUT是否存在任何問(wèn)題是可能的。在存在諸如短路或開(kāi)路的一些缺陷時(shí)，脈沖將被反射。一般而言，DUT將包含許多將需要測(cè)試的接點(diǎn)。作為產(chǎn)生器I的光導(dǎo)電元件與作為接收器3的光導(dǎo)電元件將根據(jù)DUT而被放置。
[0130]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的測(cè)試系統(tǒng)。為了避免任何不必要的重復(fù)，將使用類似的元件符號(hào)來(lái)標(biāo)志類似的特征。光導(dǎo)電元件I將輻射導(dǎo)入傳輸線組件7，且輻射被從DUT5穿過(guò)傳輸線組件7反射回光導(dǎo)電接收器3。
[0131]系統(tǒng)包含激光。在此特定實(shí)施方式中，激光為操作在約800nm波長(zhǎng)的鎖模次微微秒激光系統(tǒng)。激光21的輸出隨后被導(dǎo)入群速色散補(bǔ)償器(GVDC)單元23。GVDC單元23用以將激光21發(fā)送的脈沖展寬壓縮(chirp)。脈沖將通過(guò)光纖。脈沖在通過(guò)光纖時(shí)將可能被伸展，且因此單元23在此壓縮脈沖，以補(bǔ)償任何在光纖中產(chǎn)生的失真。
[0132]脈沖隨后經(jīng)由分光鏡25被分成沿路徑27行進(jìn)的探測(cè)脈沖(probe pulse)與沿路徑29行進(jìn)的泵浦脈沖(pump pulse)。泵浦脈沖用以激發(fā)產(chǎn)生器，而探測(cè)脈沖用以激發(fā)接收器。為了取樣脈沖的頻率范圍，需要改變泵浦脈沖與探測(cè)脈沖之間的光學(xué)延遲。這由使用快速掃描光學(xué)延遲線(delay line)31來(lái)執(zhí)行。延遲線31可被提供于泵浦脈沖路徑中或探測(cè)脈沖路徑中。在此特定實(shí)施方式中，延遲線31被提供于探測(cè)脈沖路徑27中。延遲線31具有兩個(gè)路徑:線性級(jí)慢掃描部分33與在EP1543372中描述的檢流計(jì)(galvanometer)驅(qū)動(dòng)部分。
[0133]慢掃描部分與檢流計(jì)35驅(qū)動(dòng)部分的組合，允許高數(shù)據(jù)收集率，同時(shí)允許延遲在長(zhǎng)的長(zhǎng)度上被掃描。獲取方法涉及在長(zhǎng)延遲位置的每一值處收集一或多個(gè)快掃描獲取波形。來(lái)自每一長(zhǎng)延遲位置的波形被組合在控制PC中，以產(chǎn)生具有較單獨(dú)快掃描延遲的覆蓋范圍要長(zhǎng)得多的覆蓋范圍的總體波形。以此方式，可獲得150mm以上的光學(xué)延遲。
[0134]一旦探測(cè)光束已通過(guò)延遲31，探測(cè)光束被耦合入單模偏振維持光纖中，單模偏振維持光纖將光束運(yùn)送至接收器3。泵浦光束亦被耦合入單模偏振維持光纖中，并被導(dǎo)向產(chǎn)生器。
[0135]在運(yùn)送探測(cè)脈沖的光纖輸出處的準(zhǔn)直器(col limator )36,將光纖的近紅外光束輸出耦合入準(zhǔn)直光束。準(zhǔn)直光束隨后被輸出至透鏡37，透鏡37將近紅外輻射導(dǎo)至光導(dǎo)電接收器3上。光導(dǎo)電接收器3包含JFET緩沖器電晶體71，JFET緩沖器電晶體71接收接收器3的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)隨后通過(guò)前置放大器(pre-amp) 73。
[0136]光導(dǎo)電接收器3—般地將具有相當(dāng)高的來(lái)源阻抗(source impedance)(約IM歐姆)。使用前置放大器73以將接收器3的輸出信號(hào)放大。前置放大器73較佳地具有高輸入阻抗以測(cè)量此信號(hào)來(lái)源。前置放大器73的輸入阻抗主要是由前置放大器73的輸入電容值來(lái)確定。使用JFET緩沖器71，提供了約5pF的輸入電容值。
[0137]泵浦脈沖被導(dǎo)入準(zhǔn)直器41，準(zhǔn)直器41將光纖的近紅外泵浦光束輸出耦合入準(zhǔn)直光束。此準(zhǔn)直光束隨后由透鏡43聚焦至產(chǎn)生器I上。
[0138]接收器3與產(chǎn)生器I兩者皆被稱合至傳輸線,在此實(shí)施方式中傳輸線為微帶波導(dǎo)Y形結(jié)線(microstrip waveguide Y-junction) 45。微帶波導(dǎo)Y形結(jié)線包含第一臂47,第一臂47為連接至產(chǎn)生器I的100歐姆微帶傳輸線波導(dǎo)。第二臂49亦為100歐姆微帶傳輸線波導(dǎo)，并連接至接收器3。傳輸線的第一臂47與第二臂接合以形成第三臂51，第三臂51為50歐姆微帶傳輸線波導(dǎo)。第三臂51隨后被連接至內(nèi)連線(interconnect)53,內(nèi)連線53將微帶波導(dǎo)的第三臂51接合至同軸纜線波導(dǎo)。更詳細(xì)圖示于圖3中。
[0139]在一個(gè)實(shí)施方式中，為了允許在產(chǎn)生器與接收器之間的多重反射能有更多時(shí)間來(lái)衰減，經(jīng)由DUT的路徑需為兩倍的產(chǎn)生器一接收器路徑直接長(zhǎng)度。例如在上文所描述的系統(tǒng)中。作為示例，產(chǎn)生器至接收器的直接路徑為8mm，同時(shí)經(jīng)由DUT的路徑為約170mm。
[0140]微帶波導(dǎo)Y形結(jié)線45可為具有小型中間臂的更“V”形。例如，線的50歐姆腳為非常短的短截，并直接連接至內(nèi)連線。在另一個(gè)實(shí)施方式中，可能使用薄膜電阻網(wǎng)路來(lái)匹配阻抗，而以寬頻實(shí)施50歐姆三端口分叉器，如圖示于圖3a:每一端口呈現(xiàn)50歐姆負(fù)載，其中16.7歐姆電阻如圖示被插入結(jié)線。這只已知為6dB電阻性分叉器。6dB電阻性分叉器具有寬頻頻率特性(亦即，6dB電阻性分叉器的效率與分叉器比率是獨(dú)立于頻率)。因?yàn)門DR信號(hào)跨此裝置必須有兩個(gè)轉(zhuǎn)變，分叉器所造成的總和損失將為12dB。相反的，用于此實(shí)施方式情況中的非對(duì)稱性分叉器(兩個(gè)100歐姆端口、一個(gè)50歐姆端口)對(duì)于每次通過(guò)僅具有3dB損失(亦即，總和6dB)。因此,相較于更傳統(tǒng)的對(duì)稱設(shè)計(jì),處理量功率(throughput power)可提升4倍。
[0141]同軸連接器53隨后被連接至同軸波導(dǎo)55。同軸波導(dǎo)55為50歐姆波導(dǎo)。同軸波導(dǎo)55是連接至高頻探針57，高頻探針57為同軸探測(cè)針尖，例如為GGB微微探針(picoprobe)型號(hào)110H。探測(cè)針尖57可被移動(dòng)至待測(cè)裝置5上的各個(gè)端口。
[0142]在圖2中控制電子設(shè)備被圖示為部分60。20Hz振蕩器(oscillator)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)至延遲線31。延遲線的位置隨后被饋入模數(shù)轉(zhuǎn)換器65。提供33KHz振蕩器67以輸出交流(AC)信號(hào)給產(chǎn)生器I。最簡(jiǎn)單形式的產(chǎn)生器I包含具有一對(duì)電極的光導(dǎo)電基板。電極被設(shè)置以使兩個(gè)電極之間存在光導(dǎo)電間隙。藉由施加跨電極的交流偏壓，在經(jīng)由近紅外線(NIR)輻射脈沖光束來(lái)點(diǎn)亮?xí)r，由產(chǎn)生器I產(chǎn)生微微秒脈沖。提供變壓器69以將從振蕩器67至產(chǎn)生器I的輸出升壓。[0143]接收器的配置類似于產(chǎn)生器，但在接收器中，接收到NIR探測(cè)脈沖與從DUT反射的脈沖，將使偏壓在電極之間流動(dòng)。偏壓首先通過(guò)JFEI71、穿過(guò)放大器73、穿過(guò)相位靈敏檢測(cè)(PSD)、穿過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器65至PC81。在上文所描述的實(shí)施方式中，相位靈敏檢測(cè)是在數(shù)字化之后在系統(tǒng)PC中執(zhí)行。然而，可采用其他技術(shù)，諸如使用鎖相放大器(lock-1namplifier)。
[0144]圖4更詳細(xì)圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的測(cè)試模塊。為了避免任何不必要的重復(fù)，將使用類似的元件符號(hào)來(lái)標(biāo)志類似的特征。來(lái)自振蕩器67的交流偏壓被施加跨產(chǎn)生器I的電極91與93。產(chǎn)生器I隨后沿著第一 100歐姆傳輸線47傳送所產(chǎn)生的信號(hào)。微帶波導(dǎo)47被形成于不同于光導(dǎo)電兀件的基板的基板上。
[0145]半導(dǎo)體基板的高介電常數(shù)使100歐姆傳輸線的設(shè)計(jì)變得困難。因此在此實(shí)施方式中，微帶波導(dǎo)47被形成在低介電常數(shù)基板(諸如以PTFE為基礎(chǔ)的基板，諸如Taconic TLY5或 Rogers R04000)。
[0146]此信號(hào)隨后被傳入50歐姆傳輸線,信號(hào)隨后被經(jīng)由同軸轉(zhuǎn)換器53轉(zhuǎn)換入同軸傳輸線55。信號(hào)隨后被導(dǎo)入DUT5的端口中。從DUT反射的信號(hào)隨后沿著同軸傳輸線55傳回，經(jīng)由傳輸線53的第三臂(未圖示)并沿著傳輸線的第二臂49。輸出隨后被導(dǎo)至光導(dǎo)電接收器3上。輸出隨后通過(guò)JFEI71。光學(xué)激發(fā)為探測(cè)脈沖27，探測(cè)脈沖27為NIR脈沖，光學(xué)激發(fā)27與從DUT5反射的信號(hào)的組合將使偏壓跨電極流動(dòng)。隨后使用放大器73將輸出放大，且使用數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)來(lái)處理輸出。
[0147]圖5更詳細(xì)圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的光導(dǎo)電元件。元件被形成在光導(dǎo)電基板101上。在此特定示例中，光導(dǎo)電基板101為半絕緣砷化鎵，但光導(dǎo)電基板101可為任何光導(dǎo)電基板。提供上覆(overlying)基板的接地接合墊。在此特定示例中,接地接合墊為方形U形式，其中U的基部具有間隙。形狀亦可被當(dāng)作L形的接合墊，并提供接近第一 L形接合墊而放置的鏡像L形接合墊。接地接合墊通常將為金，但亦可為招或任何其他已知的接地接合墊材料。
[0148]在U形接地接合墊103的底部提供間隙105。在此間隙中提供光導(dǎo)電元件的第一電極107。第一電極107經(jīng)由傳輸線終端電阻連接至接地接合墊103的兩側(cè)。在此特定實(shí)施方式中，每一傳輸線終端電阻為約200歐姆。提供終端電阻以匹配傳輸線的阻抗，以避免背向反射，而在輸出信號(hào)中產(chǎn)生人工因素(artefacts)。兩個(gè)200歐姆電阻并聯(lián)連接，以呈現(xiàn)100歐姆負(fù)載，此100歐姆負(fù)載匹配微帶傳輸線的100歐姆阻抗。
[0149]第一電極107經(jīng)由接合線113連接至100歐姆微帶波導(dǎo)111。第二光導(dǎo)電元件電極115被提供為相對(duì)于第一光導(dǎo)電電極107。第一光導(dǎo)電電極107與第二光導(dǎo)電電極115經(jīng)配置為在此兩個(gè)電極的頂端之間具有由光導(dǎo)電基板101形成的小間隙。第二光導(dǎo)電電極115被提供為與100K歐姆限流(扼流圈)電阻117串聯(lián)連接，且將限流電阻117與交流接合墊119連接。限流電阻117用以限制電流，以允許次微微秒脈沖的產(chǎn)生。
[0150]第二光導(dǎo)電電極115、電阻117與接合墊119被提供為在由接合墊103形成的U形的孔洞中成一線。
[0151]在配置為產(chǎn)生器時(shí)，交流偏壓被施加至接合墊109且接合墊103被接地，因此跨第一光導(dǎo)電電極107與第二光導(dǎo)電電極之間的光導(dǎo)電間隙施加交流偏壓?？绻鈱?dǎo)電間隙施加NIR輻射脈沖，產(chǎn)生從第一電極107經(jīng)由接合線113傳入100歐姆微帶波導(dǎo)111的信號(hào)輸出。
[0152]接合線具有限制信號(hào)頻寬的電感，因此此電感較佳地必須被最小化。因此，楔接合方法是優(yōu)于焊球接合。在一個(gè)實(shí)施方式中，在感興趣的最大頻寬處，線阻抗為100歐姆或更少。例如，在最大頻率IOOGHz處，電感對(duì)應(yīng)于160pH。在ITHz處，電感可為16pH。注意到，理論上，直徑25 ii m的200 u m長(zhǎng)線(典型的接合線)將具有約IOOpH的電感。
[0153]為了將PCE配置為接收器，100歐姆微帶波導(dǎo)111接收從DUT反射的脈沖，且脈沖穿過(guò)接合線113發(fā)送至第一電極107。在NIR激發(fā)信號(hào)(探測(cè)脈沖)被施加跨光導(dǎo)電間隙106時(shí)，交流偏壓在第一電極107與第二電極115之間流動(dòng)，且交流偏壓隨后被檢測(cè)。
[0154]圖6圖示可根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式來(lái)使用的測(cè)試結(jié)構(gòu)。光導(dǎo)電產(chǎn)生器201被提供并耦合至微帶Y形分叉器203?？蔀榕c參照?qǐng)D5描述的相同類型的光導(dǎo)電產(chǎn)生器201，輸出脈沖進(jìn)入微帶203的終端，如參照?qǐng)D5所描述。隨后提供接收器205以檢測(cè)所反射的脈沖。在圖6所圖示的實(shí)施方式中，接地接合墊103的設(shè)置是不同于圖5所圖示的設(shè)置。然而，存在相同的配置:跨光導(dǎo)電間隙提供兩個(gè)電極，以及施加交流偏壓跨間隙的能力，以及直接地耦合電極之一者至微帶Y形分叉器203的臂的能力。
[0155]提供PCB209為鄰接產(chǎn)生器裝置，PCB209具有至產(chǎn)生器裝置的連結(jié)，并提供包含JFET單元與前置放大器的PCB為鄰接接收器裝置。在產(chǎn)生器與接收器光導(dǎo)電元件之間提供傳輸線單元。來(lái)自傳輸線的輸出隨后穿過(guò)微帶被提供至同軸轉(zhuǎn)換器211。
[0156]圖7圖示圖6的傳輸線、第一與第二元件的放大視圖。為了避免任何不必要的重復(fù)，將使用類似的元件符號(hào)來(lái)標(biāo)志類似的特征。
[0157]圖8圖示在光導(dǎo)電產(chǎn)生器第一元件107與100歐姆微帶111之間的連結(jié)。第一電極107與第二電極115形成在兩個(gè)電極頂端之間的光導(dǎo)電間隙106。接合線113將信號(hào)從第一電極107傳送至微帶波導(dǎo)111。
[0158]在以上的實(shí)施方式中，兩個(gè)光導(dǎo)電裝置被耦合至微帶波導(dǎo)Y形結(jié)線。Y形結(jié)線具有三個(gè)端口:與光導(dǎo)電器耦合的兩個(gè)100歐姆端口以及連接至50歐姆同軸纜線的50歐姆端□。
[0159]沿著微帶從100歐姆端口的任一者傳輸?shù)拿}沖，由于阻抗失配，將在50歐姆端口處產(chǎn)生部分反射。然而，光導(dǎo)電裝置包含匹配電阻，匹配電阻使微帶端接100歐姆阻抗，100歐姆阻抗吸收任何反射回裝置的響應(yīng)信號(hào)。
[0160]從DUT反射回50歐姆端口的信號(hào)在彼端口不產(chǎn)生任何反射，因?yàn)閮蓚€(gè)100歐姆微帶組合為對(duì)同軸線呈現(xiàn)50歐姆負(fù)載。信號(hào)被均等地分給微帶并分別至產(chǎn)生器與接收器，在產(chǎn)生器與接收器處信號(hào)被裝置上的匹配電阻吸收。
[0161]除了終端電阻(或作為替代方案)以外，還提供扼流圈電阻。扼流圈電阻限制穿過(guò)電極所施加的電流。
[0162]在另一個(gè)實(shí)施方式中,測(cè)試組件具有收發(fā)器(transceiver)。在此設(shè)置中,光導(dǎo)電產(chǎn)生器與光導(dǎo)電接收器被整合至單一半導(dǎo)體基板上，并由50歐姆微帶傳輸線鏈結(jié)。
[0163]在此設(shè)置中，提供傳輸線設(shè)置201為具有DUT203，DUT203被提供在傳輸線設(shè)置201的尾端。傳輸線被畫作兩條線，較上方的線為信號(hào)線，較下方的線為電流接地返回路徑。在Y形或V形傳輸線中，接地返回路徑由接地層傳送，接地層位于電路系統(tǒng)的其他部分之下并為不可見(jiàn)。[0164]產(chǎn)生器205被提供于微帶201的相對(duì)于DUT203的尾端。產(chǎn)生器透過(guò)扼流圈電阻209被施以交流偏壓207。在此特定實(shí)施方式中，扼流圈電阻為100K歐姆扼流圈電阻。
[0165]此外，微帶被與50歐姆匹配電阻211端接。這樣吸收入射在產(chǎn)生器上的來(lái)自傳輸線遠(yuǎn)端的信號(hào)，例如背向反射。
[0166]接收器213被直接地形成在微帶與接收器電極之間的間隙。如上文，接收器亦包含JFET緩沖器，且信號(hào)被輸出至前置放大數(shù)字化與獲取系統(tǒng)。
[0167]在上文實(shí)施方式中，使用交流偏壓以偏壓裝置。此允許在信號(hào)處理程序中使用相位靈敏檢測(cè)。然而，亦可能使用直流(DC)偏壓。再者，產(chǎn)生器與接收器裝置的位置可被交換，以使接收器裝置是位于傳輸線210的尾端處，且產(chǎn)生器緊靠(abut) 50歐姆微帶線。
[0168]在一個(gè)實(shí)施方式中，微帶201未直接連接至DUT203。在一個(gè)實(shí)施方式中，可制成對(duì)同軸傳輸線的轉(zhuǎn)換器。隨后可使用同軸線以運(yùn)送信號(hào)至/自DUT。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)同軸傳輸線的較高頻寬轉(zhuǎn)換器幾何體形(geometry ),可使用薄的半導(dǎo)體基板，以更佳匹配標(biāo)準(zhǔn)同軸連接器的介電共直徑(co-diameter)。在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基板具有在100 ii m至300 u m范圍之內(nèi)的厚度，在另一個(gè)實(shí)施方式中，基板為約200 y m厚。
[0169]圖10圖示如參照?qǐng)D9所描述的光導(dǎo)電收發(fā)器元件。收發(fā)器元件被形成在半導(dǎo)體基板301上。半導(dǎo)體基板301具有在100 ii m與300 U m之間的厚度，且較佳地約為200 y m，以與標(biāo)準(zhǔn)同軸連接器的寬度相同。
[0170]在基板的一個(gè)尾端處，提供微帶至同軸轉(zhuǎn)換器元件303。轉(zhuǎn)換器元件303隨后將信號(hào)傳送至DUT (未圖示)。兩個(gè)接合墊元件305與307提供接地接合墊元件。所述元件一起形成U形，U形的空間中具有間隙。經(jīng)由此間隙提供連接至傳輸線311的第一電極309。傳輸線311隨后朝向轉(zhuǎn)換器元件303延伸。第一電極309經(jīng)由傳輸線終端電阻313連接至兩個(gè)接合墊元件。終端電阻313的兩者皆為100歐姆，使得在終端電阻313并聯(lián)連接時(shí)呈現(xiàn)所需的50歐姆負(fù)載，以匹配傳輸線的電阻值。
[0171]相對(duì)于第一電極309的是第二電極315。第一與第二電極的兩者被配置成具有頂端，且兩個(gè)頂端被設(shè)置為面向彼此并具有小間隙，光導(dǎo)電間隙位于兩個(gè)頂端之間。第二電阻315被經(jīng)由交流偏壓接合墊317偏壓并穿過(guò)扼流圈電阻315。在此實(shí)施方式中扼流圈電阻315為IOOk歐姆。
[0172]在此特定實(shí)施方式中，第一電極與第二電極的設(shè)置形成了產(chǎn)生器光導(dǎo)電元件。
[0173]接收器光導(dǎo)電元件是由接收器電極319提供，接收器電極319被提供在沿著傳輸線311的一點(diǎn)處。接收器電極的輸出隨后在單獨(dú)地提供至產(chǎn)生器時(shí)被與接收器相同的方式處理。
[0174]為了傳送并檢測(cè)次微微秒脈沖，收發(fā)器需要被泵浦脈沖與探測(cè)脈沖照射(irradiated)。產(chǎn)生器激發(fā)點(diǎn)在第一電極309與第二電極315的兩個(gè)頂端之間接收泵浦脈沖。第二激發(fā)點(diǎn)321在接收器電極319與傳輸線311之間。第二激發(fā)點(diǎn)321為接收探測(cè)脈沖的激發(fā)點(diǎn)。
[0175]在另一個(gè)實(shí)施方式中，接收器光導(dǎo)電元件可被定位于在產(chǎn)生器處線的終端處，進(jìn)一步沿著傳輸線朝向DUT。產(chǎn)生器與接收器光導(dǎo)電元件的相對(duì)擺放位置不重要。
[0176]然而，必須注意到在以上的實(shí)施方式中，傳輸線被電阻性地端接，而使來(lái)自線尾端的背向反射被最小化。[0177]產(chǎn)生器與接收器在空間上被分隔開(kāi)，以確保在兩個(gè)光導(dǎo)電元件之間不會(huì)發(fā)生光學(xué)串?dāng)_(cross talk)。產(chǎn)生器被穿過(guò)高電阻電流扼流圈偏壓，且接收器必須驅(qū)動(dòng)非常高輸入阻抗的放大器，諸如由JFET緩沖器提供的放大器。
[0178]圖11圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的另一設(shè)備。在此，接收器與產(chǎn)生器光導(dǎo)電元件被提供于一分離元件中，該分離元件隨后被覆晶安裝至傳輸線。此避免了對(duì)于接合線的需求。
[0179]在圖11的設(shè)置中，單元401用于安裝并包含火星塞連接器403，火星塞連接器403將傳輸線連接至同軸線以傳送信號(hào)至待測(cè)裝置(未圖示)。裝置組件405具有為先前描述的類型的Y形微帶傳輸線407。此傳輸線被形成在第一基板409上。還在第一基板409上提供兩個(gè)電氣連結(jié)411。所述終端由接合墊413與軌道415所組成，軌道415通往第一區(qū)域
417或第二區(qū)域419。提供終端電阻419在第一基板409上。所述電阻的每一者在該Y形微帶傳輸線407的接點(diǎn)與尾端臂之間橋接(bridge)。微帶傳輸線407的一個(gè)分支執(zhí)行穿過(guò)第一區(qū)域417，且另一個(gè)分支穿過(guò)第二區(qū)域419。在此實(shí)施方式中，產(chǎn)生器光導(dǎo)電元件431被提供于第一區(qū)域417中，而接收器光導(dǎo)電元件433被提供在第二區(qū)域中。
[0180]產(chǎn)生器431被形成在產(chǎn)生器基板433上。光導(dǎo)電兀件是形成于產(chǎn)生器基板433的第一表面上。產(chǎn)生器基板隨后被翻轉(zhuǎn)，并接合至第一區(qū)域417的頂部。圖12更詳細(xì)圖示結(jié)構(gòu)。為了避免任何不必要的重復(fù)，將使用類似的元件符號(hào)標(biāo)志類似的特征。在圖12中產(chǎn)生器基板433被圖示為線框(wireframe)，以使產(chǎn)生器基板表面上的結(jié)構(gòu)為可見(jiàn)。在此，結(jié)構(gòu)包含穿過(guò)扼流圈電阻443連接至第一電極435的大墊411。隨后提供面向第一電極435的大第二電極437。第一電極與第二電極兩者皆包含面向彼此的頂端。在翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，傳導(dǎo)性環(huán)氧樹(shù)脂被施加至接合墊441與較大的第二電極437兩者。較大的第二電極437必須足夠大以允許被施加環(huán)氧樹(shù)脂。隨后結(jié)構(gòu)被翻轉(zhuǎn)，且接合墊441被放置在第一區(qū)域中在電氣連結(jié)413軌道415之上，且提供第二電極437，使得在結(jié)構(gòu)被翻轉(zhuǎn)時(shí)，結(jié)構(gòu)被環(huán)氧樹(shù)脂接合至傳輸線407。
[0181]形成穿過(guò)第一基板409的洞451 (見(jiàn)圖11)，此洞被放置以使泵浦脈沖可用以激發(fā)第一電極435與第二電極437之間的光導(dǎo)電間隙。
[0182]圖13圖示接收器433。再次的，形成接收器于接收器基板461的一個(gè)表面上。在接收器基板461的表面上提供第一電極463，且在接收器基板461的表面上提供第二電極465。第一電極463與第二電極465 —起形成光導(dǎo)電間隙。
[0183]在接收器基板被翻轉(zhuǎn)時(shí)，第一電極被配置成對(duì)準(zhǔn)傳輸線407，且第一電極被接合至傳輸線407，且第二電極465被配置成對(duì)準(zhǔn)延伸自電氣終端413的軌道415的接合墊。提供穿過(guò)第一基板409的洞，以使第一電極463與第二電極465之間的光導(dǎo)電間隙可由探測(cè)脈沖來(lái)點(diǎn)亮。
[0184]在以上的實(shí)施方式中,光導(dǎo)電兀件被直接安裝至形成于第一基板上的傳輸線電路上(亦即帶線、微帶或共平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu))。在以上實(shí)施方式的設(shè)計(jì)中，光導(dǎo)電元件的基板不用以運(yùn)送在裝置中的脈沖，相反的，使用在第一基板上的分離PCB電路以運(yùn)送在裝置中的脈沖。
[0185]在此實(shí)施方式中，使用小型傳導(dǎo)性環(huán)氧樹(shù)脂區(qū)域，來(lái)形成產(chǎn)生器元件431與接收器433與微帶電路之間的電氣連結(jié)。通常在制造期間，將使用版印刷(stencil printing)過(guò)程來(lái)沉積微帶電路。在另一個(gè)實(shí)施方式中，可在使用回流(reflow)過(guò)程形成的電氣連結(jié)中沉積焊料膠(solder-paste)。此種回流過(guò)程包含加熱組件以將膠融化，并隨著組件冷卻而將膠固化。
[0186]約50 y m的間隙50將余留在第一表面以及產(chǎn)生器431與接收器433的表面之間。此間隙是足夠小，以使跨環(huán)氧樹(shù)脂橋接的脈沖的傳輸不受阻，環(huán)氧樹(shù)脂橋接位于產(chǎn)生器/接收器與微帶之間，同時(shí)間隙是足夠大，以使產(chǎn)生器基板的存在不會(huì)攪亂脈沖沿著微帶電路的傳輸，并不會(huì)在用于接收器與產(chǎn)生器的兩者的基板的邊緣處產(chǎn)生反射。
[0187]在此實(shí)施方式的設(shè)計(jì)中，100歐姆終端電阻亦被實(shí)施為覆晶接合裝置或表面安裝裝置?；蛘?，終端電阻可直接使用薄膜過(guò)程方法在微帶電路上制造，或蒸發(fā)至基板上。
[0188]圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多通道反射儀的示意圖。
[0189]多通道系統(tǒng)被提供在基板501上。多通道PCE晶粒503被提供為上覆并接觸基板501。多通道PCE晶粒503包含設(shè)置在PCE晶粒503下表面的復(fù)數(shù)個(gè)光導(dǎo)電元件505(PCEs)0
[0190]如參照?qǐng)D11至圖13所解釋，PCE晶粒被覆晶接合至基板501上。
[0191]圖15圖示圖14的基板501的放大區(qū)域。為了避免任何不必要的重復(fù),將使用類似的元件符號(hào)標(biāo)志類似的特征。在基板501的表面上存在通往DUT (未圖示)的Y形或V形傳輸線507。Y形傳輸線具有通往產(chǎn)生器511的第一臂509，以及通往接收器515的第二臂513。(雖然將認(rèn)知到，產(chǎn)生器511與接收器515的位置可被反轉(zhuǎn)。)
[0192]產(chǎn)生器511包含接合墊517與軌道518，軌道518平行于傳輸線第一臂509而執(zhí)行。存在提供于第一臂509與軌道518之間用于點(diǎn)亮539的洞519。光導(dǎo)電元件505被放置在晶粒503的下側(cè)上。焊料凸塊(solder bumps)被提供在傳輸線509與接近洞519的軌道518的部分上，以使光導(dǎo)電元件505在被翻轉(zhuǎn)時(shí)可被跨間隙覆晶接合。光導(dǎo)電元件505被放置在洞519之上，以使光導(dǎo)電兀件505可被點(diǎn)亮。傳輸線設(shè)置509穿過(guò)扼流圈電阻525通往接地貫孔(ground Via) 523。扼流圈電阻525的功能與先前所描述的完全相同。
[0193]由此，所產(chǎn)生的信號(hào)被饋入DUT，并被反射回接收部分515。接收器515亦具有通往軌道533的接合墊531，軌道533平行于傳輸線513而執(zhí)行。傳輸線513通過(guò)扼流圈電阻537通往接地貫孔535。軌道533與傳輸線513平行于彼此而執(zhí)行，且在軌道533與傳輸線513之間存在用于點(diǎn)亮的洞539。光導(dǎo)電元件505隨后被放置在晶粒503的下側(cè)上。焊料凸塊被提供在傳輸線513與接近洞539的軌道533的部分上，以使光導(dǎo)電元件505在被翻轉(zhuǎn)時(shí)可被跨間隙覆晶接合。光導(dǎo)電元件505被放置在洞539之上，以使光導(dǎo)電元件505可被點(diǎn)売。
[0194]圖16圖示基板501的下側(cè)。點(diǎn)亮洞539與519可被視為陣列，且透鏡陣列被提供為與點(diǎn)亮洞539、519 —致。隨后提供對(duì)準(zhǔn)透鏡陣列551的光纖準(zhǔn)直器陣列553，以使光纖準(zhǔn)直器陣列中的每一光纖輸出至透鏡，透鏡隨后將輻射從彼光纖導(dǎo)向穿過(guò)單一洞519、539。提供兩個(gè)五向光纖分叉器，一個(gè)來(lái)自泵浦光束的來(lái)源，以提供輻射至光纖，且隨后導(dǎo)向輻射穿過(guò)產(chǎn)生器的洞519，以激發(fā)產(chǎn)生器的光導(dǎo)電開(kāi)關(guān)505。另一個(gè)準(zhǔn)直器陣列557提供探測(cè)光束，以透過(guò)洞539激發(fā)接收器515的光傳導(dǎo)元件505。
[0195]此設(shè)置允許在單一基板501上形成一行測(cè)試探針，如圖14所示。在圖14中，可見(jiàn)五個(gè)反射儀被設(shè)置為相鄰于彼此，每一反射儀具有測(cè)試連結(jié)的能力。光導(dǎo)電天線505被制造在晶粒503上，且作為一個(gè)單元被覆晶接合至五個(gè)反射儀上。五個(gè)反射儀作為示例被圖示于上文，可隨需求延伸上文的制造技術(shù)為更多個(gè)反射儀。
[0196]在以上的實(shí)施方式中，使用扼流圈電阻來(lái)限制電流，以允許次微微秒脈沖的產(chǎn)生。然而，可藉由使用具有具天生為低載子生命期的載子的半導(dǎo)體基板，來(lái)避免使用扼流圈電阻。
[0197]圖17a圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的反射儀。
[0198]反射儀是基于如參照?qǐng)D2至圖15所解釋的設(shè)計(jì)。然而，在光導(dǎo)電元件與傳輸線的設(shè)置中存在差異。
[0199]系統(tǒng)包含光導(dǎo)電兀件601,光導(dǎo)電兀件601包含光導(dǎo)電半導(dǎo)體基板。光導(dǎo)電兀件601在圖17b中更詳細(xì)圖不。在此，光導(dǎo)電兀件包含由光導(dǎo)電間隙與第二電極605分隔開(kāi)的第一電極603。第一電極603與第二電極605被提供在光導(dǎo)電半導(dǎo)體基板上。在此特定不例中，光導(dǎo)電半導(dǎo)體材料為具有低載子生命期的砷化鎵。
[0200]光導(dǎo)電元件所操作的方式類似于先前描述的跨光導(dǎo)電間隙施加偏壓且以泵浦脈沖點(diǎn)亮間隙的方式。
[0201]第一電極603被連接至V形連接器設(shè)置607的頂端。V形連接器設(shè)置607包含第一臂與第二臂。每一臂連接至交流偏壓墊609。臂607是經(jīng)由軌道611連接至交流偏壓墊。
[0202]在以上的設(shè)置中，制成由V形的兩個(gè)臂提供的對(duì)第一電極603的兩個(gè)連結(jié)。在此，對(duì)此低頻(LF)側(cè)的兩個(gè)連結(jié)為均等的。
[0203]可對(duì)任一終端制成電氣連結(jié)。若將電阻與LF連結(jié)串聯(lián)加至GaAs，則可使用兩個(gè)終端。提供兩個(gè)終端，允許從兩個(gè)LF終端之間的電阻值來(lái)檢查電阻的值。然而，在不存在額外的電阻時(shí)，僅需使用一個(gè)裝置終端。
[0204]第二電極605被連接至傳輸線621。傳輸線621在朝向分叉器623的一個(gè)方向與朝向電阻625的另一方向傳載響應(yīng)于泵浦脈沖所產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)。
[0205]以上已關(guān)于產(chǎn)生用于DUT的測(cè)試信號(hào)。提供第二光導(dǎo)電元件631以測(cè)試反射自DUT的測(cè)試信號(hào)。更詳細(xì)在圖17c中示出。
[0206]光導(dǎo)電天線631包含相對(duì)第二電極635的第一電極633。第一電極633與第二電極635是由間隙分隔。第一電極633與第二電極635是定位在光導(dǎo)電半導(dǎo)體基板上。
[0207]第一電極633是連接至V形連接器637的頂端。連接器637是經(jīng)由連結(jié)軌道639連接至輸出墊641。輸出墊641將信號(hào)輸出至前置放大器643。經(jīng)反射信號(hào)脈沖的處理程序是與先前描述的相同。
[0208]第二電極635是連接至傳輸線651。傳輸線651的一個(gè)尾端是連接至分叉器623，而另一個(gè)尾端是連接至終端電阻653。終端電阻625與終端電阻653兩者皆連接至接地。
[0209]分叉器623采取從光導(dǎo)電發(fā)射器601朝向待測(cè)裝置(DUT)的輸出，并采取從待測(cè)裝置返回檢測(cè)器631的輸出。
[0210]在一個(gè)實(shí)施方式中，分叉器623為“Wye”分叉器或“Delta”分叉器。圖18a中示出了 “Wye”分叉器的示例，而圖18b中示出了 “Delta”分叉器的示例。在參照?qǐng)D2描述的實(shí)施方式中，使用三終端分叉器，三終端分叉器分別將來(lái)自DUT的50歐姆端口連接至兩個(gè)光導(dǎo)電器的兩個(gè)100歐姆端口。在圖17a的實(shí)施方式中，連接50歐姆線至光導(dǎo)電器，而非連接100歐姆。此低阻抗增進(jìn)了電路的暫態(tài)響應(yīng)。[0211]在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用Wye分叉器，Wye分叉器是從針對(duì)微波作業(yè)來(lái)設(shè)計(jì)的表面安裝電阻來(lái)制造。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用Delta分叉器，Delta分叉器是使用薄膜過(guò)程整合在PCB層板上來(lái)制造。此種并入薄膜電阻的PCB層板是使用諸如OhmegaPly RCM與Ticer TCR電阻式薄層來(lái)制成。
[0212]如上文所述，對(duì)于(從DUT側(cè))入射在光導(dǎo)電裝置上的脈沖，設(shè)置藉由在裝置提供經(jīng)匹配(亦即50歐姆)負(fù)載來(lái)防止背向反射。在較先前的實(shí)施方式中，在裝置提供匹配電阻。在此實(shí)施方式中，使用另一長(zhǎng)度部分的微帶來(lái)提供負(fù)載。裝置不貢獻(xiàn)至微帶上的負(fù)載，故投射脈沖行進(jìn)通過(guò)裝置至額外的微帶“終端”長(zhǎng)度部分。為了防止脈沖從此傳輸線新部分反射，使用終端電阻。對(duì)此，益處為終端電阻實(shí)體上可遠(yuǎn)離光導(dǎo)電元件，因此可使用傳統(tǒng)的薄膜“芯片”電阻，而非在光導(dǎo)電天線的半導(dǎo)體上制造薄膜電阻。因此，圖17的系統(tǒng)是容易制造的。
[0213]連接器611，為傳輸線朝向終端電阻625與653 (以及連接器639)延伸的部分，被RF吸收材料681覆蓋。RF吸收器681抑制由暫態(tài)傳輸造成的在半導(dǎo)體裝置的金屬結(jié)構(gòu)上的振鈴效應(yīng)。
[0214]吸收器被放置在TPR裝置的金屬結(jié)構(gòu)上，TPR裝置形成電路的低頻部件。在此實(shí)施方式中，吸收器不被放置在裝置的高頻側(cè)上，以避免在HF側(cè)上的脈沖衰減。
[0215]在此實(shí)施方式中，RF吸收材料被放置在低頻部件上，低頻部件諸如偏壓電極與接地。
[0216]適合的微波吸收器產(chǎn)品不例為Wurth Electronik WE-FAS Flexible AbsorberSheets。所述產(chǎn)品包含復(fù)合聚合物薄片(composite polymer sheet),復(fù)合聚合物薄片裝載磁性可滲透粒子(鐵氧磁體或鐵金屬(ferrite or ferrous metal))以產(chǎn)生在GHz區(qū)域與以上的高衰減。較佳地，薄片的厚度為100 ii m至300 ii m。在10 y m至3mm范圍中的厚度可具有益處?；蛘?，吸收材料可作為膠體或涂料來(lái)施加，或可藉由一些其他的應(yīng)用方法來(lái)施加。
[0217]圖19圖示參照?qǐng)D17a描述的系統(tǒng)的位于微帶基板661上的微帶布線(layout)667。在此實(shí)施方式中，微帶是由銅軌道制成。
[0218]光導(dǎo)電元件601與631是覆晶接合至微帶667。電極603、605、633與635與V形連接器是形成于光導(dǎo)電基板的表面上。光導(dǎo)電基板隨后被翻轉(zhuǎn)，而使光導(dǎo)電材料上的電極與連接器面向基板上的微帶。
[0219]可藉由減少半導(dǎo)體基板上的金屬結(jié)構(gòu)的自電容值(self-capacitance),來(lái)增進(jìn)以上系統(tǒng)的效能。半導(dǎo)體的介電常數(shù)為高(對(duì)于Si與GaAs兩者皆大于12)，增強(qiáng)了電容值，SP使是對(duì)于最小的電極結(jié)構(gòu)而言。此電容值隨后根據(jù)負(fù)載電路的RC時(shí)間常數(shù)，擴(kuò)展由激光脈沖產(chǎn)生的電氣暫態(tài)反應(yīng)。
[0220]雖然在GaAs上將電極制成得盡量小(小至實(shí)際上可能的值)，藉由將低介電常數(shù)基板用于光導(dǎo)電器，將可獲得大量的效能增進(jìn)?？墒褂谩袄诰б瞥?印itaxial liftoff)”過(guò)程來(lái)將非常薄(小于IOum)的光導(dǎo)電材料層從原基板轉(zhuǎn)移到一些其他的材料上，來(lái)實(shí)現(xiàn)此效能增進(jìn)。藉由選擇具有低介電常數(shù)的新基板材料(諸如玻璃、石英與藍(lán)寶石)，可獲得增進(jìn)的效能。此外，光學(xué)通透基板藉由將激光脈沖導(dǎo)向穿過(guò)基板材料，來(lái)對(duì)光學(xué)地激發(fā)光導(dǎo)電器提供替代手段。[0221]圖示穿過(guò)微帶基板的洞663。所述洞提供來(lái)自激發(fā)激光的泵浦脈沖對(duì)光導(dǎo)電器的光學(xué)存取。
[0222]在以覆晶配置安裝光導(dǎo)電元件時(shí)，微帶波導(dǎo)必須通過(guò)半導(dǎo)體晶粒邊緣之下，以到達(dá)光導(dǎo)電器電極。在微帶之上的晶粒，提升了微帶的等效每單位長(zhǎng)度電容值。為了在微帶通過(guò)晶粒之下時(shí)維持固定的傳輸線阻抗，微帶的軌道寬度被減少以補(bǔ)償晶粒的增強(qiáng)電容值效應(yīng)。對(duì)于放置在50歐姆微帶25 ii m之上的GaAs基板(50歐姆微帶形成于具有Er=2.2的130 ii m高PTFE層板材料)，已發(fā)現(xiàn)電容值提升40%。因此，在此實(shí)施方式中，微帶在執(zhí)行在GaAs晶粒之下時(shí)被窄化，以減少微帶電容值至與遠(yuǎn)離晶粒的所期望的值相同的值。
[0223]圖示被窄化以補(bǔ)償在微帶上的高介電常數(shù)GaAs的微帶軌道665的區(qū)域。
[0224]圖20圖示圖5的實(shí)施方式，其中使用RF吸收器701以對(duì)來(lái)自傳輸線電阻性終端的背向反射提供額外的抑制。換言之，假定終端將不會(huì)是完美的，特別是在最高的頻率處。將吸收器加在經(jīng)端接的線上，將除去任何殘余的反射。為了避免任何不必要的重復(fù)，使用類似的元件符號(hào)來(lái)標(biāo)志類似的特征。
[0225]圖21為對(duì)單元外殼、光導(dǎo)電元件與微波傳輸線使用暫態(tài)電壓抑制(TVS)二極管的示意圖。此保護(hù)光導(dǎo)電元件不被從測(cè)量系統(tǒng)其他部分耦合入的ESD傷害。
[0226]光導(dǎo)電元件對(duì)靜電放電(ESD)傷害極度敏感。此易感性來(lái)自裝置的高阻抗與低電容值。同時(shí)，無(wú)法在不嚴(yán)重地降低高頻效能的情況下，保護(hù)至/自DUT的信號(hào)輸入線不受ESD傷害(電路被設(shè)計(jì)為用于高頻暫態(tài)傳輸，因此，濾除此種暫態(tài)的任何手段將使裝置不適合用于此目的)。然而，已知對(duì)所述系統(tǒng)的ESD傷害大部分來(lái)自于耦合入支援電路系統(tǒng)的電磁暫態(tài)(由靜電放電造成)。此亦經(jīng)由對(duì)裝置的低頻信號(hào)與電力連結(jié)傳輸至光導(dǎo)電器。
[0227]放置在對(duì)裝置的連結(jié)上的暫態(tài)抑制二極管，防止來(lái)自此種暫態(tài)的傷害。注意到:對(duì)于脈沖接收器，TVS 二極管不直接連接至光導(dǎo)電器的信號(hào)輸出，而是放置兩個(gè)二極管以保護(hù)緩沖光導(dǎo)電器信號(hào)的JFET的外側(cè)。
[0228]圖21圖示用于緩沖接收器光導(dǎo)電器信號(hào)的JFET前置放大器設(shè)計(jì)。信號(hào)與接地連結(jié)801與803是連至光導(dǎo)電元件上的電極。電力連結(jié)805與信號(hào)輸出線兩者皆受保護(hù)。對(duì)于發(fā)射裝置(未圖示)，僅需要單一 TVS 二極管，且該單一 TVS 二極管可被直接放置為跨偏壓連結(jié)，偏壓連結(jié)連至光導(dǎo)電器。通常鑒于所施加于TVS 二極管的大偏壓電壓，發(fā)射器需要具有較大的關(guān)斷電壓(stand-off voltage)的TVS 二極管。
【權(quán)利要求】
1.一種用于允許一裝置進(jìn)行一測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:一脈沖輻射源； 一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；一傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將來(lái)自所述第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件；以及一終端電阻，該終端電阻被提供以用于所述傳輸線，且該終端電阻被配置成匹配所述傳輸線的阻抗。
2.一種用于允許一裝置進(jìn)行一測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:一脈沖輻射源；一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；一傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將來(lái)自所述第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件，所述傳輸線具有一三終端設(shè)置，其中所述第一光導(dǎo)電元件與所述第二光導(dǎo)電元件被提供在分離的終端處，且對(duì)該裝置的一輸入被提供在該第三終端處。
3.一種用于允許一裝置進(jìn)行一測(cè)試的反射儀，該反射儀包含:一脈沖輻射源；一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；一傳輸線設(shè)置，該傳輸線設(shè)置被配置成將來(lái)自所述第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自該待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件，其中至少一個(gè)光導(dǎo)電元件包含一對(duì)電極，該對(duì)電極被提供在一第一基板的一第一表面上，且該傳輸線設(shè)置被提供在一第二基板的一第二表面上，所述第一表面與所述第二表面被提供為面對(duì)彼此，而使在所述元件與所述傳輸線設(shè)置之間存在一脈沖通信。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中自所述第一光導(dǎo)電元件至所述第二光導(dǎo)電元件的路徑長(zhǎng)度，實(shí)質(zhì)上短于自所述第一光導(dǎo)電元件至所述裝置至所述第二光導(dǎo)電元件的路徑長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射儀，其中所述三端傳輸線設(shè)置為Y形式或V形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射儀，其中所述三端傳輸線設(shè)置包含一Wye或Delta分叉器。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中所述傳輸線設(shè)置被提供于具有一最大介電常數(shù)為10的一基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射儀，其中經(jīng)由一另一傳輸線將所述終端電阻與所述光導(dǎo)電兀件分隔開(kāi)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中不傳輸信號(hào)或傳輸?shù)皖l信號(hào)的該系統(tǒng)的至少一些部分被一 RF吸收材料覆蓋，所述低頻信號(hào)為在該系統(tǒng)中的信號(hào)且不是由所述第一光導(dǎo)電元件產(chǎn)生并被所述第二光導(dǎo)電元件接收的脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射儀，其中延伸于所述第一基板之下的所述傳輸線的部分薄于不延伸于所述第一基板之下的所述傳輸線的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射儀，其中在所述第二基板中有一洞，該洞允許點(diǎn)亮在所述第一基板上的光導(dǎo)電兀件。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，該反射儀進(jìn)一步包含至少一個(gè)暫態(tài)電壓二極管，該至少一個(gè)暫態(tài)電壓二極管被配置成保護(hù)至少一個(gè)所述光導(dǎo)電元件。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中所述第一光導(dǎo)電元件為接收一泵浦光束的輻射的一產(chǎn)生器，而所述第二光導(dǎo)電元件為接收一探測(cè)光束的輻射的一接收器，所述泵浦光束與所述探測(cè)光束從相同的來(lái)源發(fā)出，所述反射儀進(jìn)一步包含一延遲線，該延遲線被配置成相對(duì)于所述探測(cè)光束的路徑長(zhǎng)度來(lái)改變所述泵浦光束的路徑長(zhǎng)度，或相對(duì)于所述泵浦光束的路徑長(zhǎng)度來(lái)改變所述探測(cè)光束的路徑長(zhǎng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的反射儀，其中所述延遲線包含一快速掃描延遲部分與一慢速掃描延遲部分，其中所述快速掃描延遲部分由一振蕩長(zhǎng)菱體提供，而所述慢速掃描延遲部分包含一線性延遲線。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中所述第一光導(dǎo)電元件被配置為一產(chǎn)生器，且所述第二光導(dǎo)電元件被配置為一接收器，所述反射儀進(jìn)一步包含一交流偏壓?jiǎn)卧c一相位靈敏檢測(cè)單元，該交流偏壓?jiǎn)卧峁┮唤涣髌珘褐了霎a(chǎn)生器，該相位靈敏檢測(cè)單元被配置成對(duì)直接從所述接收器裝置測(cè)量到的信號(hào)執(zhí)行相位靈敏檢測(cè)。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要 求所述的反射儀，其中所述第二光導(dǎo)電元件被配置為一接收器，所述反射儀進(jìn)一步包含一放大器與一單元，該放大器將該接收器的輸出放大，該單元被配置成提供一輸入交流阻抗給所述放大器，該輸入交流阻抗在交流偏壓頻率處為至少100000 歐姆。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反射儀，其中經(jīng)由引線接合或帶狀接合將所述光導(dǎo)電元件耦合至所述傳輸線設(shè)置。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的反射儀，其中所述光導(dǎo)電元件包含GaAs、InP、GainAs或其他II1-V族合金。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射儀，其中，由一覆晶接合方法將所述光導(dǎo)電元件的所述電極耦合至所述傳輸線，該覆晶接合方法選自以下:錫球凸塊、傳導(dǎo)性環(huán)氧樹(shù)脂、銦球凸塊或引線球凸塊。
20.一種反射儀系統(tǒng)，該反射儀系統(tǒng)包含多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射儀，其中所述多個(gè)反射儀被提供一單一通用第一基板，以使所述多個(gè)反射儀的所述光導(dǎo)電元件在同一時(shí)間被覆晶接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的反射儀系統(tǒng)，其中所述多個(gè)反射儀被設(shè)置為與彼此平行。
22.—種對(duì)一裝置執(zhí)行一反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:提供一脈沖輻射源；提供一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；提供一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；使用一傳輸線將來(lái)自該第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自所述待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件；以及提供一終端電阻，該終端電阻被提供以用于所述傳輸線，且所述終端電阻被配置成匹配所述傳輸線的阻抗。
23.—種對(duì)一裝置執(zhí)行一反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:提供一脈沖輻射源；提供一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；提供一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；使用一傳輸線將來(lái)自所述第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自所述待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件，所述傳輸線具有一三終端設(shè)置，其中所述第一光導(dǎo)電元件與該第二光導(dǎo)電元件被提供在分離的終端處，且對(duì)所述裝置的一輸入被提供在第三終端處。
24.一種對(duì)一裝置執(zhí)行一反射測(cè)量術(shù)測(cè)試的方法，該方法包含:提供一脈沖輻射源；提供一第一光導(dǎo)電元件，該第一光導(dǎo)電元件被配置成響應(yīng)于來(lái)自所述脈沖輻射源的照射而輸出一脈沖；提供一第二光導(dǎo)電元件，該第二光導(dǎo)電元件被配置成接收一脈沖；使用一傳輸線將來(lái)自所述第一光導(dǎo)電元件的脈沖導(dǎo)至待測(cè)裝置，并將反射自所述待測(cè)裝置的脈沖導(dǎo)至所述第二光導(dǎo)電元件，其中至少一個(gè)光導(dǎo)電元件包含一對(duì)電極，該對(duì)電極被提供在一第一基板的一第一表面上，且所述傳輸線設(shè)置被提供在一第二基板的一第二表面上，所述第一表面與所述第二表面被提供為面對(duì)彼此，而使在所述元件與所述傳輸線設(shè)置之間存在一脈沖通信。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK103635819SQ201280015538
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月11日
【發(fā)明者】B·E·科爾 申請(qǐng)人:特瑞視覺(jué)有限公司