[發(fā)明專利]超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下自動(dòng)檢測系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110442272.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN113049908B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛明慧;任潔;劉煥麗;張輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 上海泰博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31451
• 代理人: 錢文斌

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下自動(dòng)檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：兩臺(tái)可編程高精度直流電流源，為待測單元提供激勵(lì)電流；可編程高精度電壓表，測量待測單元電壓；可編程開關(guān)矩陣，分別接入各可編程高精度直流電流源和可編程高精度電壓表，并連接到一或多個(gè)待測單元；低通濾波模塊，分別接于兩臺(tái)可編程高精度直流電流源、及可編程高精度電壓表與可編程開關(guān)矩陣之間，以濾除高頻噪聲；上位機(jī)，用于與可編程模塊進(jìn)行通訊交互；接線端子板，與測試治具連接以裝載待測單元。本申請(qǐng)能夠提高超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下檢測的精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)SFQ工藝參數(shù)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下自動(dòng)檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超導(dǎo)SFQ(Single Flux Quantum)標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)檢測是檢查芯片成品質(zhì)量從而優(yōu)化工藝過程的必要環(huán)節(jié)。為此專門設(shè)計(jì)的PCM(Process Control Monitor)芯片的制備貫穿所有超導(dǎo)SFQ芯片的制備，其測試結(jié)果為工藝提供重要的反饋信息，也為評(píng)估同批次其他芯片的質(zhì)量提供重要的依據(jù)。

待測單元可分為多種結(jié)構(gòu)類型，每種結(jié)構(gòu)反映不同的工藝技術(shù)，對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)處理方法。目前實(shí)驗(yàn)室使用的測試系統(tǒng)有兩種：一種是采用直流電流源和電壓表搭建的單通道測試系統(tǒng)，能夠滿足測試需求，缺點(diǎn)是一次只能測試一個(gè)單元，效率較低。另一種是美國Research Electronics Development公司研發(fā)的多通道的OCTOPUX系統(tǒng)，方便進(jìn)行自動(dòng)化測試，缺點(diǎn)在于其激勵(lì)是電壓源，在進(jìn)行約瑟夫森結(jié)的測試時(shí)，當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生突變時(shí)(超導(dǎo)的一個(gè)特性)，回路中的電壓電流處于一個(gè)不確定的狀態(tài)，這種狀況在測試由約瑟夫森結(jié)串聯(lián)而成的結(jié)陣時(shí)更加突出。在測試電感時(shí)，需要兩臺(tái)直流電流源，一臺(tái)提供偏置電流，一臺(tái)提供調(diào)制電流，兩者不能共地。電感測試原理如圖1所示，調(diào)制電流I modulate的地必須獨(dú)立，否則無法保證調(diào)制電流I modulate只流經(jīng)待測電感L1。如果偏置電流I bias和調(diào)制電流I modulate共地，調(diào)制曲線將發(fā)生改變，從而無法測得電感L1。而多通道的OCTOPUX系統(tǒng)的所有電壓源都共地，無法實(shí)現(xiàn)電感的測試，OCTOPUX系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可參見圖2。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有的測試系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本申請(qǐng)的目的在于提供一種超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下自動(dòng)檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有測試系統(tǒng)中自動(dòng)化程度不高或測試原理缺陷等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N超導(dǎo)SFQ標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)線下自動(dòng)檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：兩臺(tái)可編程高精度直流電流源，為待測單元提供激勵(lì)電流；可編程高精度電壓表，測量待測單元電壓；可編程開關(guān)矩陣，分別接入各可編程高精度直流電流源和可編程高精度電壓表，并連接到一或多個(gè)待測單元；低通濾波模塊，分別接于兩臺(tái)可編程高精度直流電流源、及可編程高精度電壓表與可編程開關(guān)矩陣之間，以濾除高頻噪聲；上位機(jī)，用于與可編程模塊進(jìn)行通訊交互；接線端子板，與測試治具連接以裝載待測單元。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述可編程高精度直流電流源設(shè)有與所述上位機(jī)進(jìn)行通訊交互的通訊接口，其控制精度至少達(dá)到10^-6安培。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述可編程高精度電壓表設(shè)有與所述上位機(jī)進(jìn)行通訊交互的通訊接口，其采集精度至少達(dá)到10^-6伏特。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述開關(guān)矩陣是由多個(gè)開關(guān)組成的陣列，通過控制一或多個(gè)所述開關(guān)的打開或閉合狀態(tài)以形成與一或多個(gè)所述待測單元連接的多種特定通路。

于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述可編程開關(guān)矩陣的行數(shù)大于等于可編程高精度直流電流源和可編程高精度電壓表的系統(tǒng)接線端子總數(shù)；所述可編程開關(guān)矩陣的列數(shù)大于等于全部待測單元的測試接線端子總數(shù)，以保證全部待測單元的接線端子都能分別與開關(guān)矩陣的列相連；通過控制開關(guān)矩陣上不同節(jié)點(diǎn)開關(guān)的打開或閉合狀態(tài)，依次使可編程高精度直流電流源和可編程高精度電壓表與所有待測單元連接以進(jìn)行測試。