Abstract
Recently, as many functional blocks are integrated on a small area the high speed integrated circuits emerge as a critical electromagnetic interferer which causes mal-function of adjacent circuitries and lowers the sensitivity of the wireless receivers. Therefore, it is necessary to devise an precise analyzing tool to pinpoint the major electromagnetic noise contributor among the internal circuit blocks of high speed IC's. This paper presents the design, fabrication, and measurement results of the high resolution magnetic field probe which can measure the current density on the IC surface. In order to achieve the high resolution, the magnetic field probe is fabricated using 3-metal semiconductor process so that its thickness is reduced by 10% than that of conventional works. Through the magnetostatic analysis and EM simulation, spatial resolution and sensitivity to the nonmagnetic field components are analyzed. Experimentally, it is found that the fabricated probe can measure the current density on the IC surface with $210{\mu}m$-spatial-resolution.
최근 들어 작은 면적에 고속으로 동작하는 여러 기능 블록이 집적됨에 따라, 고속 직접회로는 인접회로의 오동작을 유발하고, 무선 수신기의 감도를 떨어뜨리는 중요한 전자파 간섭원으로 부각되고 있다. 따라서 집적회로 내부에서 가장 주요한 전자파 방해원을 파악하기 위한 좀 더 정밀한 분석 도구가 필요하게 되었다. 이러한 필요성에 따라 본 논문에서는 직접회로의 표면에 흐르는 전류세기의 분포를 측정할 수 있는 고해상도 자기장 프로브를 반도체 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. 3층 금속 배선이 가능한 반도체 공정을 이용함으로써 프로브 두께를 기존 작업보다 약 10%정도로 감소시킬 수 있었다. 정자기 해석과 전자기 모의실험을 통해 프로브의 공간분해능 및 비자기장 성분에 의한 영향을 분석하였으며, 실제 직접회로의 표면 전류를 측정한 결과, $210{\mu}m$의 공간해 상도를 얻을 수 있음을 확인하였다.
