[發(fā)明專(zhuān)利]基于自校準(zhǔn)的多端口S參數(shù)去嵌方法、裝置及電子設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210019991.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114325201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁旭;王立平;郭麗麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江鋮昌科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 趙琴

本發(fā)明提供基于自校準(zhǔn)的多端口S參數(shù)去嵌方法、裝置及電子設(shè)備，包括：對(duì)探針尖端面的S參數(shù)進(jìn)行在片校準(zhǔn)并測(cè)量得到多端口的S參數(shù)矩陣；測(cè)量負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)件的直流電阻；獲取預(yù)設(shè)去嵌結(jié)構(gòu)的S參數(shù)；根據(jù)去嵌結(jié)構(gòu)的S參數(shù)和直流電阻得到待去嵌轉(zhuǎn)接引線(xiàn)及焊盤(pán)的兩端口S參數(shù)；將多端口的S參數(shù)矩陣處理得到校準(zhǔn)的兩端口S參數(shù)；基于校準(zhǔn)的兩端口S參數(shù)和待去嵌轉(zhuǎn)接引線(xiàn)及焊盤(pán)的兩端口S參數(shù)得到待測(cè)器件的兩端口S參數(shù)，并對(duì)所有待測(cè)器件的兩端口S參數(shù)進(jìn)行處理得到待測(cè)器件的多端口S參數(shù)。本發(fā)明無(wú)需知道去嵌結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)，有效減少去嵌過(guò)程中探針移動(dòng)對(duì)結(jié)果的影響，去嵌精度高；同時(shí)，去嵌結(jié)構(gòu)占用面積小，有效降低了測(cè)試成本，提高了測(cè)試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及去嵌（De-embedding）技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于自校準(zhǔn)的多端口S參數(shù)去嵌方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著5G商業(yè)化普及、衛(wèi)星通信、6G等新一代通信技術(shù)的需求牽引以及半導(dǎo)體制造工藝的快速發(fā)展，相關(guān)元器件工作頻率越來(lái)越高，已由射頻微波頻段邁進(jìn)毫米波甚至太赫茲頻段。在元器件模型參數(shù)測(cè)試時(shí)，需要使用去嵌技術(shù)對(duì)元器件本身與射頻探針間的過(guò)度結(jié)構(gòu)進(jìn)行去嵌入，以便提取其真實(shí)參數(shù)。

去嵌過(guò)程是通過(guò)各種數(shù)學(xué)手段，如圖1所示的去嵌過(guò)程示意圖，S參數(shù)去嵌入實(shí)際就是把輸入網(wǎng)絡(luò)A和輸出網(wǎng)絡(luò)B從整個(gè)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中剝離，以獲得待測(cè)器件DUT實(shí)際的S參數(shù)（如圖7所述的信號(hào)流圖）。基于測(cè)試或仿真結(jié)果，實(shí)現(xiàn)測(cè)試端面的延伸，最終提取出“真實(shí)”的被測(cè)元器件結(jié)果。目前去嵌技術(shù)包括以下四種方式：

1、基于等效電路模型的兩步去嵌法

該方法第一步校準(zhǔn)至探針尖端面，第二步測(cè)量去嵌結(jié)構(gòu)，利用矩陣變換技術(shù)通過(guò)阻抗矩陣Z、導(dǎo)納矩陣Y、散射參數(shù)矩陣S間的運(yùn)算最終得到去嵌后的結(jié)果，最常見(jiàn)的為開(kāi)路（Open）-短路（Short）法。該方法使用等效電路模型對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，隨頻率升高模型精度逐漸下降，在20GHz以上失準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上增加更多的去嵌結(jié)構(gòu)可以提高適用范圍到50GHz左右，但受半導(dǎo)體制造工藝結(jié)構(gòu)限制，通用性不高。

2、基于信號(hào)流模型的兩步去嵌法

該方法同樣第一步校準(zhǔn)至探針端面，第二步測(cè)量去嵌結(jié)構(gòu)，利用矩陣變換技術(shù)通過(guò)散射參數(shù)矩陣S與散射級(jí)聯(lián)矩陣T間的運(yùn)算最終得到去嵌后的結(jié)果，最常見(jiàn)的為T(mén)RL（Thru-Reflect-Line）去嵌法。該方法高頻精度高，但測(cè)量起止頻率范圍要求在1：8范圍內(nèi)，寬頻段需要多段傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)，非常占用晶圓面積，且低頻5GHz時(shí)，傳輸線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)精度不佳，適用范圍受限。

3、基于自校準(zhǔn)算法的一步校準(zhǔn)法

該方法使用自校準(zhǔn)算法直接測(cè)量晶圓上的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，將校準(zhǔn)端面一步推進(jìn)至待測(cè)件端面，但要使用專(zhuān)門(mén)的校準(zhǔn)軟件的特定算法，如Formfactor公司的Wincal軟件的LRRM(Line-Refelect Open-Refelect Short-Match)。但是，該方法費(fèi)用高昂，且只能在校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)用，不能保存去嵌結(jié)構(gòu)參數(shù)，不能在測(cè)試后進(jìn)行離線(xiàn)去嵌操作，使用不便。

4、基于電磁場(chǎng)仿真軟件的EM仿真法

該方法使用電磁仿真軟件利用有限元FEM算法進(jìn)行三維電磁場(chǎng)仿真得到待去嵌結(jié)構(gòu)的結(jié)果，精度完全依賴(lài)于仿真軟件設(shè)置及準(zhǔn)確的待去嵌結(jié)構(gòu)三維尺寸及各層材料物理信息，使用受限且精度波動(dòng)很大。

目前，現(xiàn)有的多種方法都存在著適用頻率范圍窄，精度低等問(wèn)題，且目前都只能應(yīng)用于兩端口網(wǎng)絡(luò)去嵌，并不適用于多端口S參數(shù)去嵌應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)一種兼顧高精度與寬頻帶的多端口去嵌技術(shù)，具有十分迫切的需求和非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于自校準(zhǔn)的多端口S參數(shù)去嵌方法、裝置及電子設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的去嵌入方法不適用多端口S參數(shù)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于自校準(zhǔn)的多端口S參數(shù)去嵌方法，待測(cè)器件設(shè)置有去嵌結(jié)構(gòu)，所述方法至少包括以下步驟：