共面微波探针在片测试技术研究

本文描述了使用共面微波探针的半导体芯片在片测试技术.设计研制出的多种微波探针性能参数稳定,使用寿命在十万次以上,用于在片检测各种GaAs共面集成电路芯片.触头排列为GSG的微波探针,-3dB带宽及反射损耗分别为14GHz和小于-10dB.     

在片微波参数测量系统计量技术进展

在片微波参数测量系统主要通过探针台建立微波仪器与半导体裸芯片之间的信号连接通道,从而测量半导体裸芯片的微波参数。在片微波参数测量系统对提升芯片的性能,控制质量,保证芯片的一致性和稳定性方面具有重要的意义。国外相关的计量技术与测量系统同步发展,我国由于半导体产业起步较晚,测试系统大多采用进口,相关计量测试技术在过去很长一段时间发展相对缓慢。最近10 年我国奋起直追,不断缩小与世界先进水平的差距,目前已经完成40 GHz 以内的主要在片微波参数测量系统计量能力。文中回顾了本领域的技术发展历程,介绍国内外技术发展特点,对于进一步发展相关计量技术具有指导意义。     

MMIC在片测试探头的研究与设计

微波单片集成电路（MMIC）在片测试技术是应用于MMIC和高速集成电路研究、生产的新型测试技术。MMIC在片测试探头是MMIC在片测试系统的关键部件。本文研究并设计了介质基片共面波导（CPW）探头,测试并分析了探头性能。该探头在2－18GHz范围内插入损耗小于1．5dB,回波损耗大于16dB。     

提取共面微波探针S 参数的方法*

共面微波探针是裸芯片测量信号输入/输出的重要媒介,通过与晶圆片物理接触,建立起测量系统与芯片之间 的信号连接通道。为了获得共面微波探针完整准确的S 参数,设计并实现了“两步法”测量方案,首先在同轴端口进行校准,然 后在探针尖端口进行第二步校准。通过与出厂数据进行对比分析,证明了方案的可行性,同时指出在片校准件预校准的重要 性。另外,讨论了氧化铝和砷化镓两种材料在片SOLT 校准件对于探针S 参数提取中的影响,实验显示二者相角偏差达到 39.8°,回波损耗呈现规则性的变化,全部测量数据的频段覆盖1~40 GHz,最终给出了优化的测量方案。     

电吸收调制激光器集成芯片的高频测试

提出了一种精确测试电吸收调制激光器(EML)集成芯片高频特性的方法。待测芯片制作在带有微带线的热沉上,同时采用光探测器作为光电转换器,二者构成待测双口网络。被测双口网络的一端是共面线,使用微波探针作为测试夹具加载信号,另一端是同轴线,两个测试端口不同,不能采用简单的同轴校准方法校准待测系统。测试过程中采用扩展的开路-短路-负载(OSL)误差校准技术对集成器件的测试夹具微波探针进行校准,扣除了测试中使用的微波探针对集成光源高频特性的影响,同时采用光外差的方法扣除了高速光探测器的频率响应对结果的影响,得到集成光源散射参数的精确测试结果。     

晶圆级微波测试工艺研究

从微波信号特性和微波器件晶圆级测试工艺要求出发,介绍了微波探针台的主要结构设计,并以某器件测试工艺为例,分别进行测试系统搭建、程序编写、数据读取与分析等描述,同时对该设备的特殊需求及后续发展方向进行展望。     

薄层电阻测试Mapping技术

利用改进的范德堡法微区薄层电阻测试探针技术对n-Si片上的硼扩散图形进行薄层电阻的测量，并用发度表示其分布，可得到薄层电阻的不均匀度及平均值．这种所谓Mapping技术更有利于评价材料质量．     

多探针自动测试台的技术改造

介绍了将测试75 mm圆片的多探针自动测试台改造为测试100 mm圆片的多探针测试台。在原设备的基础上,重新设计加工X轴和Y轴的丝杆和导轨及承片台,控制由TP801单板机改为80C32单片机,数码管显示改为彩色液晶屏显示。改造后的探针测试台只需一次对片就能测完100 mm圆片,且控制稳定,功能更加完善,使用更为方便。     

三,四探针测试双极电路外延层电阻率的分析

在双极电路生产中,总希望在正片上较为准确地测定外延层的电阻率.一般说来,三探针测试适用于N/N~+、P/P~+型结构的外延层的电阻率的测试;四探针适用于N/P型结构的外延层的电阻率测试.双极电路所使用的外延片,在外延之前已作有局部埋层,这就不能完好地满足三、四探针的测试条件,如果用三、四探针测试这类外延片的电阻率,总会产生不同程度的误差.     

外延层电阻率四探针与C－V测试的差异及校正

采用四探针与C－V两种测试仪器，对同一参数的外延片电阻率进行测试，测试结果表明，用四探测针试外延陪片和C－V测试处延片，测得的外延电阻率存在差异。分析造成差异的原因，得出了符合要求的校正系数。     

微波在片测试数据离散剔除算法研究

针对微波在片测试项目多、参数复杂、数据处理灵活性大的特点,开发了工艺控制微波数据处理软件,但该软件存在离散数据剔除难的问题。文章讨论了如何对离散数据进行剔除的几种算法:模拟EXCEL表格画图法、一致性剔除离散算法、累积均方差剔除离散法、拟合正态分布曲线算法,最终选定拟合正态分布曲线算法作为剔除离散方法。将剔除离散数据功能完善到工艺控制微波数据处理软件,将使微波在片测试数据处理最终实现自动化。     

微波单片集成电路测试技术研究

单片机集成环境主要应用于无线通信、雷达、电子测量等行业,近年来随着设备的发展,对机器的需求增加,对可靠性的要求也提高了.单片有源微波项目在国内尚处于起步阶段,没有相关的方法[1].为了防止这种情况,该文通过测量有源损耗、1 dB压缩点、单组件侧分贝和放大器以及射频开关等关键参数来探索有源单片集成设备和微波测试技术.     

MMIC微波S参数测试

阐述了单片微波集成电路测试系统的工作原理,测试方法和自动测试程序。     

GaAs单片集成激光器驱动电路在片测量

用多触头微波探针 ,对 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片进行了在片测试和筛选 ,测得芯片频率响应带宽为 3.8GHz.使用高速增益开关半导体激光器作为采样光脉冲源 ,采用了背面直接采样方式建立了电光采样测试仪 .检测了 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片内部点的高速电信号波形 .     

GaAs单片集成激光器驱动电路在片测量

用多触头微波探针,对GaAs单片集成激光器驱动电路芯片进行了在片测试和筛选,测得芯片频率响应带宽为3.8GHz.使用高速增益开关半导体激光器作为采样光脉冲源,采用了背面直接采样方式建立了电光采样测试仪.检测了GaAs单片集成激光器驱动电路芯片内部点的高速电信号波形.     

一种“L-2L”传输线去嵌入方法的优化分析

介绍了一种基于硅基微波共面波导传输线的"L-2L"去嵌入技术的改进方法。该方法可更加精确地剥离在片器件S参数中探针焊盘寄生效应的影响。利用ADS软件对无焊盘的理想传输线结构进行了电磁仿真,确立了去嵌入结果精确度的判定标准。使用GSG微波探针提取了测试样品的S参数,推导了π型寄生参量等效电路模型中并联导纳Y不同位置(m=0,0.5,1)下左、右探针焊盘的ABCD矩阵,得到了去嵌入后在片器件的本征传输特性S参数,并结合电磁仿真对比。结果表明:m=1时,其S参数曲线与仿真结果最为接近(平均偏差量ΔS_(11)=18.431,ΔS_(21)=4.405,ΔS=11.418)。对于不同在片测试器件需要着重考虑m的取值。     

40GHz 陶瓷衬底SOLT 校准片研制与定标技术研究

在片测试系统在微波单片集成电路MMIC 的设计建模及生产检验中有着必不可少的作用。由于测试 参考面从矢网的同轴接口转移到微波探针,因此需要用共面波导校准片校准。设计制作了用于在片测试系统校准 的陶瓷衬底的SOLT 校准片,并对校准片进行了建模,提取出了1 ~40GHz 频段内片上负载及短路件的等效电阻及寄 生电感参量、直通件的延时参量。片上负载的电阻分量约为45赘,回波损耗在1 ~ 30GHz 小于-20dB;在30 ~ 40GHz 小于-10dB。验证了SOLT 校准片设计、制作及定标的整个工艺过程的有效性。     

微波共振探针在测量等离子体密度中的应用

本文介绍了一种可以测量局部等离子体电子密度的微波共振探针法，并给出了它的测量原理、设计方法和实验结果。实验结果表明：由于微波共振探针不受鞘层的影响，因此它比通常的朗谬静电探针对等离子体密度的测量要精确得多。微波共振探针的空间分辨率与它的几何尺寸有关。     

亚毫米波太赫兹集成天线测试系统及测试精度分析

集成天线代表了近年来天线技术的重大成就,为毫米波天线设计开辟了新思路。国内首套亚毫米波太赫兹集成天线测试系统由上海交通大学和中国电子科技集团第四十一研究所合作建成,该系统主要包括矢量网络分析仪、扩频模块、探针台、天线转台、控制机以及控制软件部分。能够在远场条件下完成18~325 GHz频率范围 内的片上天线的阻抗及辐射特性测试。文章介绍了系统框架原理,分析了影响系统测试精度的若干关键因素如系统底噪、探针辐射特性、探针阻抗特性、高密度泡沫载物台、吸波材料等对集成天线测试精度的影响,给出了系统可测增益的动态范围,最后测试了一款94 GHz片上集成天线,测试结果与仿真结果吻合良好。     

GaAs高速集成电路内部动态特性直接电光采样检测

研制成功GaAs高速集成电路直接电光采样测试系统.采用共轴反射式光路,对样品进行背面直接采样.用研制的微波探针在片驱动GaAs高速数字集成电路管芯,使之处于正常工作状态.测试系统的时间分辨率高于20ps,空间分辨率为3μm.利用该系统在片检测了GaAs高速数字集成电路动态分频器内部的高速电信号.