器件在片负载牵引测试的校准结构设计及测试方法与流程

本发明是一种器件在片负载牵引测试校准的结构设计及测试方法，属于半导体检测技术领域。

背景技术：

随着无线通信和雷达探测等领域的快速发展，功放、低噪放芯片愈发显示出其在通信、宇航、雷达探测等领域举足轻重的地位，获得准确的器件大信号参数是各类芯片设计的基础。利用负载牵引系统可对功率器件开展大信号测试获得器件的大信号参数应用于功放、低噪放等芯片设计。

负载牵引测试系统一般由网络分析仪、阻抗调配器、电源、双定向耦合器、隔离器、驱放、衰减器及负载、耦合器、功率计及探头、各类线缆等部分组成。一般的校准步骤可概括为1）矢量网络分析仪双端口校准，2）阻抗调谐器校准并测量负载的1端口s参数，3）利用自带软件进行接收机校准，即在探针端面进行双端口校准，4）功率校准，5）验证校准效果，6）测量被测件。

但校准结构与待测件材料、制备工艺可能会存在电特性不一致，从而导致校准误差，焊盘和互联线寄生，使得器件测试精度、功放设计成品率有所下降。

技术实现要素：

本发明提出的是一种适用于器件在片负载牵引测试的校准结构及测试方法，其目的在于保证校准结构与待测芯片电特性一致，避免校准结构与待测件材料、制备工艺不一致而导致的校准误差，并且有效剥离焊盘和互联线寄生，提高器件测试精度，提高功放设计成品率。

本发明的技术解决方案：

器件在片负载牵引测试的校准结构，包括开路、短路、负载和直通四部分，所述负载、开路、短路、直通四部分结构与待测器件焊盘结构完全一致。

适用于器件在片负载牵引测试的校准结构的测试方法，包括：

1）矢量网络分析仪双端口校准；

2）阻抗调谐器校准并测量负载的1端口散射参数(s参数)；

3）输入参数；

4）器件端面校准；

5）功率校准、验证。

本发明的有益效果：

1）保证校准结构与待测芯片电特性一致,避免由于校准结构与待测件材料、制备工艺不一致而导致的校准误差；

2）有效剥离焊盘和互联线寄生，提高器件测试精度，提高功放设计成品率。

附图说明

附图1是负载牵引校准端面示意图。

附图2是校准结构示意图。

附图3是本方法与利用商用校准片测试所得小信号数据对比结果图。

图中1、2、3为参考面。

具体实施方式

器件在片负载牵引测试的校准结构，包括开路、短路、负载和直通四部分，其中，所述片上负载由两个100欧电阻并联制备，所述负载、开路、短路、直通四部分结构与待测器件焊盘结构完全一致。

所述校准结构与待测芯片在同一晶圆流片，确保校准结构与待测芯片电特性一致。

适用于所述的器件在片负载牵引测试的校准结构的测试方法，是包括：

1）矢量网络分析仪双端口校准；

2）阻抗调谐器校准并测量机械校准件中负载的1端口散射参数(s参数)；

3）输入参数；

4）器件端面校准；

5）功率校准、验证。

所述步骤3）输入参数：在负载牵引控制软件设定矢网功率，根据所述校准结构参数输入校准软件，利用lrrm(负载-反射-反射-匹配)校准方式实现校准。

所述步骤4）器件端面校准:将系统探针端面处的校准面延伸至器件端面处，通过校准直接剥离去除焊盘及金属互联线寄生，以校准焊盘的寄生及接触电阻误差。

下面结合附图对本发明技术方案进一步说明

如附图1所示，对传统的校准方法进行了改进，在传统校准方法中校准参考面在参考面2处进行探针尖小信号校准，本发明校准后校准参考面在参考面3处。

传统校准方法将去嵌结构的参数通过小信号测试获得，再导入软件进行去嵌算法，剥离器件pad和互连线的寄生从而得到器件的小信号参数，本发明通过设计的校准结构直接通过一次校准就可以去除焊盘及金属互联线寄生。

如附图2所示，本发明所用校准结构与待测芯片材质、工艺、电特性完全一致，相较于传统去嵌方法通过商用校准片校准并在该状态下得到校准结构的小信号参数更为准确，精度更高。

通过电磁仿真设计校准结构该校准结构由开路、短路、负载和直通线四部分组成，其pad结构与待测芯片完全一致，开路、短路、直通结构通过em仿真，负载为两个100欧电阻并联。

实施例1

如附图3所示，应用本方法进行校准与利用商用校准片测试所得小信号数据对比结果，其中on-wafer为应用本方法进行校准所得数据，off-wafer为利用商用校准片校准后所得数据，如图可得利用本方法进行校准可以有效剥离寄生参量使测试数据更准确。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种器件在片负载牵引测试的校准结构，包括开路、短路、负载和直通四部分，所述负载、开路、短路、直通四部分结构与待测器件焊盘结构完全一致。适用于器件在片负载牵引测试的校准结构的测试方法，包括：1）矢量网络分析仪双端口校准；2）阻抗调谐器校准并测量负载的1端口散射参数(S参数)；3）输入参数；4）器件端面校准；5）功率校准、验证。优点：1）保证校准结构与待测芯片电特性一致,避免由于校准结构与待测件材料、制备工艺不一致而导致的校准误差；2）有效剥离焊盘和互联线寄生，提高器件测试精度，提高功放设计成品率。

技术研发人员：陆海燕
受保护的技术使用者：南京中电芯谷高频器件产业技术研究院有限公司
技术研发日：2018.11.22
技术公布日：2019.04.05