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IC芯片的晶圆级射频(RF)测试分析

作者:时间:2012-06-08来源:网络收藏

 对于超薄介质,由于存在大的漏电和非线性,通过标准I-V和C-V不能直接提取氧化层电容(Cox)。然而,使用高频电路模型则能够精确提取这些参数。随着业界迈向65nm及以下的节点,对于高性能/低成本数字电路,电路,以及模拟/数模混合电路中的器件,这方面的挑战也在增加。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/154681.htm

  


  减少使用技术的建议是在以下特定的假设下提出来: 假设技术不能有效地应用,尤其是在生产的环境下,这在过去的确一直是这种情况。

  但是,现在新的参数系统能够快速、准确、可重复地提取RF参数,几乎和DC一样容易。最重要的是,通过自动校准、去除处理(de-embedding)以及根据待测器件(DUT)特性进行参数提取,探针接触特性的自动调整,已经能够实现RF的完整测试。这方面的发展使得不必需要RF专家来保证得到好的测试结果。在生产实验室,根据中间测试结果或者操作需要,自动探针台和测试控制仪能够完成过去需要人为干涉的事情。世界范围内,已经有7家半导体公司验证了这种用于晶圆RF生产测试的系统。

  RF测试的应用

  无论你是利用III-V簇晶圆生产用于手机配件的RF,还是利用硅技术生产高性能模拟电路,在研发和生产中预测最终产品的性能和可靠性,都需要晶圆级RF散射参数(s)的测量。这些测试对DC数据是重要的补充,相对于单纯的DC测试,它用更少的测试却能提供明显更多的信息。实际上,一个两通道的s参数扫描能同时提取阻抗和电容参数,而采用常规DC方法,则需要分开测试,甚至需要单独的结构以分离工艺控制需要的信息。

  功放RF的功能测试是这种性能的另外一种应用。这些器件非常复杂,然而价格波动大。生产中高频低压的测试条件排除了通常阻碍晶圆级测试的功耗问题。也不存在次品器件昂贵的封装费用。已知良品技术也可以应用于晶圆级测试中,它能够明显改进使用RF芯片的模块的良率。

  芯片制造商也可以利用晶圆级RF测试来提取各种高性能模拟和无线电路的品质因数。比如滤波器、混频器以及振荡器。SoC(System-on-chip)器件制造商希望这种子电路测试技术能够降低总体的测试成本。

  130nm节点以下的高性能逻辑器件中,表征薄SiO2和高介电常数(high-k)栅介质的等效氧化层厚度(EOT)非常关键。RF测试在介电层的精确建模方面扮演了重要角色,它能够去除掉寄生元件,而这种寄生效应在传统的二元模型中将阻碍C-V数据的正确表示。中高频 (MFCV, HFCV) 电容测量技术不可能因为仪器而对测试引入串联阻抗。

  标准I-V/C-V测试面临的挑战

  产品研发阶段的设计工程师采用的仿真模型,包括从s参数数据提取的RF参数和I-V/C-V数据。先进的设计工具要求的是统计模型,不是单个的一套参数。这使得良率和功能特性的最优化成为可能。如果I-V和C-V参数基于统计结果,而RF不是的话,那么这个模型就是非物理的和不可靠的。

  在有些情况下,比如电感、I-V和C-V信息的价值都非常有限。但是,Q在使用的频率之下,作为电感表征和控制的参数,则具有很高的价值。I-V和C-V测试中面临的挑战是要理解,什么时候它是产品特性的主要表征,什么时候不是。许多模拟和无线器件特性的只要表征参数是Ft和Fmax。理想的情况下,在第3谐波以外的使用情况下,它们是需要测量并提取出来的RF参数。对于数字和存储器产品,只要器件的模型保持简化,那么I-V和C-V对于有源和无源器件来说都是很有价值的测量项目。前面提到的,栅介质的测量具有复杂的C-V模型。


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关键词: 测试 分析 RF 射频 芯片 IC

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