专利名称：一种测试集成电路的单光子探测装置的制作方法
技术领域：
一种测试集成电路的单光子探测装置技术领域[0001]本实用新型属于集成电路测试的范围，特别涉及一种测试集成电路的单光子探测直O背景技术[0002]在集成电路芯片的生产与制造过程中，需要涉及氧化、光刻、掺杂、淀积等多种工艺过程，在这些过程中由于工艺参数的微小改变或污染物的影响等因素，会产生集成电路中的一些缺陷，并导致集成电路发生多种类型的故障。近年来随着电路制造技术的飞速发展，器件特征尺寸不断下降，而集成度不断上升，这两个方面的变化都给缺陷与故障的检测与定位带来了巨大的挑战。为了确保集成电路芯片能正常工作，当芯片制造完成以后，必须对芯片进行测试，以检查所制造的集成电路芯片是否能像设计者要求的那样正确的工作， 即实现所设计的功能。若电路存在故障，则需要找出引起故障的原因以及故障所发生的具体部位，以便对设计进行改进，或对制造过程中的工艺参数进行修正，或对制造过程中的污染物进行更精确地控制。[0003]激光技术在集成电路芯片的生产过程中已得到应用，例如可以用于对电路中的缺陷进行检测，典型的方法是基于光散射的电路缺陷检测方法，其原理是当聚焦的激光束在芯片表面扫描时，芯片表面的缺陷会产生散射光。这种散射光中包含了缺陷的形状、种类和位置等信息。通过使用光电探测器收集这些散射光，并进行分析，就可以获得被检测缺陷的特征。为达到一定的检测精度，在收集这些散射光时，需要对激光束的入射角、光收集的空间角、激光束的波长和功率、光的偏振态等参数进行细致的调整与设置，操作比较繁琐。因此，在实际中，该方法的操作方便性以及工作效率等方面有待提高。实用新型内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种测试集成电路的单光子探测装置。与基于光散射的电路缺陷检测方法相比，在测试集成电路时使用该装置，操作的方便性与工作效率可以得到较大地提高。[0005]本实用新型是通过下述技术方案实现一种测试集成电路的单光子探测装置，包括用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器、控制单元、用于采集光子数目的计数单元和显示单元；其中，用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器和用于采集光子数目的计数单元依次连接；控制单元分别与用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、用于采集光子数目的计数单元和显示单元连接；控制单元控制对单光子探测器供电的高压电源的启动和关闭，控制单元控制单光子探测器的工作模式，用于采集光子数目的计数单元采集到的数据输入到控制单元中，经过控制单元处理，结果输出至显示单元,进行显示。[0006]所述的用于对单光子探测器供电的高压电源优选为360 2000V，纹波系数小于0. 02，电源的性能稳定可靠，能够满足单光子探测器对电压的要求；[0007]所述的单光子探测器优选为光电倍增管；[0008]所述的光电倍增管优选为10级倍增、光谱响应为200 900nm以及具有较低的暗噪声(暗计数率小于0.01)的光电倍增管；[0009]所述的放大器用于对探测到的电压信号进行放大，优选为频率带宽120MHz以上， 能将电压信号放大10倍的放大器；[0010]所述的鉴别器优选为由窗口比较电路构成，鉴别电平通过可变电阻进行调节；[0011]所述的控制单元优选为装载有集成电路测试程序的单片机；[0012]所述的集成电路测试程序包括有对集成电路的门级结构描述文件以及对测试结果进行处理的程序；[0013]所述的计数单元优选由CPLD芯片及其外围电路组成；CPLD芯片的功能是负责数据的采集，所采集的光子计数的数据被送到控制单元中进行分析；[0014]所述的CPLD芯片优选为型号是EPM7U8SLC84的CPLD芯片；型号是EPM7U8SLC84 的CPLD芯片的工作频率可以达到147MHz ；[0015]所述的显示单元优选为由LCD显示屏及其控制电路所组成；显示单元的功能是进行数据的显示、有关操作步骤的提示信息的显示等。[0016]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果本实用新型所提供的测试集成电路的单光子探测装置可以有效地提高基于光散射的电路缺陷检测方法的缺陷检测精度，操作更加方便。


[0017]图1是本实用新型所述的测试集成电路的单光子探测装置的结构示意图。[0018]图2是本实用新型所述的测试集成电路的单光子探测装置的工作示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。[0020]实施例1[0021]本实用新型提供了一种测试集成电路的单光子探测装置，如图1所示其包括用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器(为光电倍增管)、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器、控制单元、用于采集光子数目的计数单元和显示单元；其中，用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器和用于采集光子数目的计数单元依次连接；控制单元分别与用于对单光子探测器供电的高压电源、用于采集光子数目的计数单元和显示单元连接。[0022]对该装置的操作包括如下步骤首先，被测集成电路被放置在该装置的测试台上， 它与该装置其他的部件没有连接；其次，该装置中的单光子探测器位于被测集成电路的上方，由一个驱动机构驱动其向前后左右四个方向进行移动。[0023]步骤(1)对被测集成电路的每个原始输入端施加信号值1，该信号值由信号发生器产生并施加，该信号发生器的输出与被测集成电路的每个原始输入端相连接。[0024]步骤O)启动控制单元，即打开控制单元的电源开关并运行控制单元里的测试程序，使整个装置包括高压电源和单光子探测器等进入工作状态；[0025]步骤(3)在控制单元的作用下，将单光子探测器作用于被测集成电路，即对准电路中的一条信号线，并探测其发出的单光子。[0026]步骤(4)对被测集成电路中的其他信号线依次重复进行步骤3的操作，直至对被测集成电路中的所有信号线都完成了对应的光子计数。[0027]步骤(5)把被测集成电路与正常集成电路(无故障电路)的关于信号线的光子计数的数值进行比较；若不相同，则判定存在故障，即可以确定被测集成电路中的故障位置。至此，操作的步骤就结束了。[0028]本实用新型的工作示意图如图2所示被测集成电路在加电之后，电路中的信号线会发出一定程度的光，通过单光子探测模块来捕获这种光。控制与分析模块对所捕获的光子进行处理，去除噪声，并对经鉴别之后的光子进行计数。对无故障的正常电路中的信号线和有故障的故障电路中的信号线分别进行这种处理，并获得各自的光子计数。通过对这两种光子计数的数值进行比较，若不相同，则判定相应的信号线发生了故障。[0029]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于包括用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器、控制单元、用于采集光子数目的计数单元和显示单元；其中，用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器和用于采集光子数目的计数单元依次连接；控制单元分别与用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、用于采集光子数目的计数单元和显示单元连接；控制单元控制对单光子探测器供电的高压电源的启动和关闭，控制单元控制单光子探测器的工作模式，用于采集光子数目的计数单元采集到的数据输入到控制单元中，经过控制单元处理，结果输出至显示单元，进行显示。
2.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的用于对单光子探测器供电的高压电源为360 2000V，纹波系数小于0. 02的高压电源。
3.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的单光子探测器为光电倍增管。
4.根据权利要求3所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的光电倍增管为10级倍增、光谱响应为200 900nm以及暗计数率小于0. 01的光电倍增管。
5.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的放大器为频率带宽120MHz以上，能将电压信号放大10倍的放大器。
6.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的鉴别器由窗口比较电路构成。
7.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的控制单元为装载有集成电路测试程序的单片机。
8.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的计数单元由CPLD芯片及其外围电路组成。
9.根据权利要求8所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的CPLD 芯片为型号是EPM7U8SLC84的CPLD芯片。
10.根据权利要求1所述的测试集成电路的单光子探测装置，其特征在于所述的显示单元由LCD显示屏及其控制电路所组成。
专利摘要本实用新型公开了一种测试集成电路的单光子探测装置。该装置包括用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器、控制单元、用于采集光子数目的计数单元和显示单元；其中，用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、放大器、用于减少暗电流及其干扰的鉴别器和用于采集光子数目的计数单元依次连接；控制单元分别与用于对单光子探测器供电的高压电源、单光子探测器、用于采集光子数目的计数单元和显示单元连接。该装置可以直接对集成电路中的开路和短路故障进行检测与定位，从而改进集成电路芯片产品的质量。
文档编号G01R31/308GK202275141SQ20112040774
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者吴培亨, 潘中良, 陈翎 申请人:华南师范大学