Desenvolvemos um chip utilizando a tecnologia CMOS 0,8μm com 25 estruturas de testes, contendo resistores, transistores e diodos especialmente projetadas para a caracterização térmica de circuitos integrados.
Na montagem experimental do microscópio fototérmico, um laser diodo é acoplado ao microscópio óptico. O laser atravessa o microscópio e reflete sobre a superfície do chip de testes, adquirindo modulação devido à modulação de alimentação do chip. O laser refletido é captado por um fotodiodo que converte o sinal óptico em sinal elétrico.
O chip de testes é movimentado através de motores de passos, sob a lente focal do microscópio, para que a estrutura eletrônica a ser medida seja varrida pelo laser.
O sinal elétrico é tratado pelo lock-in amplifier que fornece dados de amplitude e fase. O sinal DC é dado pelo fotodiodo.
Os dados do sinal refletido (fase, amplitude e sinal DC) são convertidos em sinais digitais através do conversor A/D, e são analisados pelo computador. Um software desenvolvido para esta montagem experimental, utiliza os dados para construir gráficos de mapas térmicos das estruturas medidas.
É possível construir mapas térmicos através da análise do sinal óptico refletido sobre a amostra, pois às propriedades térmicas do material têm certa dependência com as propriedades ópticas, sendo possível detectar variações de temperatura através de análise da refletância do material em estudo. Tal observação se baseia em um fenômeno físico conhecido como fotorefletância modulada.