[发明专利]原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置及方法

权利要求书

1.一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，包括：

脉冲激光系统(100)，所述脉冲激光系统(100)包括用于产生连续探测激光的激光器(101)、用于将连续探测激光调制为脉冲探测激光的光调制器(102)和用于驱动光调制器(102)的驱动器(103)；所述脉冲激光系统(100)用于产生脉冲探测激光；

信号调制系统(200)，所述信号调制系统(200)包括用于产生调制信号的双通道信号发生器(201)和用于驱动待测器件的电源模块(202)；所述信号调制系统(200)用于产生调制驱动器(103)的第一调制信号和调制电源模块(202)的第二调制信号；

拉曼光谱系统(300)，所述拉曼光谱系统(300)包括用于调整脉冲探测激光光路的平面反射镜(301)、用于透过脉冲探测激光和截止反射回来的脉冲探测激光进入光路的单向透光镜(302)、用于透过脉冲探测激光和反射散射信号的选择透过反射镜(303)、用于聚焦脉冲探测激光和收集拉曼散射信号的物镜(304)、用于过滤脉冲探测激光的截止滤波片(305)、用于过滤瑞利散射信号的陷波滤波片(306)、用于将拉曼散射信号分光的光谱仪(307)以及将分光后的光信号转换为电信号成像的光电成像装置(308)；

样品台，所述样品台用于放置待测器件。

2.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述激光器(101)为固体激光器、气体激光器或半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述光调制器(102)为声光调制器或电光调制器。

4.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述光调制器(102)与所述激光器(101)的链接方式为光纤或空间。

5.根据权利要求4所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述光调制器(102)与所述激光器(101)的链接方式为空间时，所述原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置的脉冲激光系统(100)还包括：缩束镜(104)和扩束镜(105)，分别用于调整探测激光直径；

所述脉冲激光系统(100)中，激光器(101)产生连续探测激光依次经过缩束镜(104)、光调制器(102)和扩束镜(105)。

6.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述光电成像装置(308)为电荷耦合元件、增强型电荷耦合元件或互补金属氧化物半导体。

7.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述选择透过反射镜(303)能够透过90％及以上探测激光和反射90％及以上拉曼散射信号。

8.根据权利要求1所述的一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，其特征在于，所述样品台包括用于调整温度的变温台(401)和用于移动待测器件位置的机械平台(402)。

9.一种原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的原位测量脉冲工作模式下电子器件温度分布的装置，所述方法包括以下步骤：

将待测器件置于样品台上，通过引脚或探针的方式将待测器件对应电极与电源模块连接；

开启激光器、驱动器、双通道信号发生器和电源模块，待激光器预热完毕后，调整物镜，使脉冲激光光斑聚焦到待测器件表面的沟道位置；

调整双通道信号发生器，输出两路独立具有相同的频率的TTL电平调制信号，分别用于调制驱动器和电源模块，用于调制驱动器的调制信号为第一调制信号，用于调制电源模块的调制信号为第二调制信号，第一调制信号的脉宽t₁小于第二调制信号的脉宽t₂；

打开光电成像装置接收光谱仪的分光信号，分别使用光谱仪和光电成像装置处理拉曼散射信号和获得拉曼散射光谱，通过温度与拉曼散射光谱中拉曼位移峰的对应关系，得到待测器件测试位置在第一调制信号脉冲时间宽度t₁内的温度情况；

改变第一调制信号与第二调制信号间的时间延迟t_d，通过光谱仪和光电成像装置获得拉曼散射光谱，通过温度与拉曼散射光谱中拉曼位移峰的对应关系，得到待测器件在相对于第二调制信号时间位置t_d上的时间宽度t₁内的温度情况；以预定的步长增加延迟时间t_d，调整脉冲激光聚焦在待测器件上的位置，得到待测器件脉冲工作模式下的温度分布。