[发明专利]一种毫米波器件在片测试结构的去嵌方法

说明书

本发明公开了一种毫米波器件在片测试结构的去嵌方法，包括如下步骤：S01：在硅衬底上形成待测器件及其对应的开路去嵌结构和短路去嵌结构；S02：对上述待测器件、开路去嵌结构和短路去嵌结构进行S参数测试；S03：应用电磁场仿真模型仿真一个平板电容，该平板电容用于模拟上述开路去嵌结构中产生的寄生电容；并得出该电容的附加电容值；S04：将上述测试所得开路去嵌结构的的S参数转换为Y参数，去除开路去嵌结构中的附加电容，并进一步去嵌计算，得出待测器件本身的S参数。本发明公开的一种毫米波器件在片测试结构的去嵌方法，可以去除PAD结构和附带连线之间引起的在片测试结构的寄生效应，在射频微波毫米波应用中有较好的前景。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，具体涉及一种毫米波器件在片测试结构的去嵌方法。

背景技术

随着硅基集成电路工艺的快速发展，晶体管特征尺寸下降到100纳米以下，特征频率达到100吉赫兹以上，基于CMOS技术的集成电路已经可以应用于微波与毫米波电路领域。为了提高集成电路的设计速度，加快产品上市时间，在采用CMOS工艺设计射频微波集成电路时需要精确的器件模型来保证电路仿真与测试结果的一致性，这就需要为电路设计提供精确的射频微波器件模型，当在晶圆上直接测量微波器件的散射S参数时，由于芯片上的集成器件尺寸非常小，必须通过在器件上附加金属连线与测试金属衬垫(PAD)，和GSG微波探针在测试时连接，从而可以测量被测器件的微波特性。这样的测试结构通常由PAD、附带连线和被测器件组成，PAD将探针与被测器件连接，附带连线将被测器件与PAD相连接，PAD给测试带来寄生电容，附带连线则带来寄生电阻和寄生电感，因此，在对半导体器件进行特性表征之前必须从测试的S参数中剥离PAD与附带连线的影响，称为去嵌过程。

现有技术中常用的去嵌方法去开路短路去嵌法，其具体步骤为：

步骤1：如附图2所示，在硅衬底上形成待测器件，并在与待测器件同一硅衬底上分别形成待测器件相对应的开路去嵌结构和短路去嵌结构，如附图3、4所示；待测器件、开路去嵌结构和短路去嵌结构均含有PAD和附带连线；

步骤2：对上述待测器件、开路去嵌结构和短路去嵌结构进行S参数测试，得到待测器件的S参数S_mea、开路去嵌结构的S参数S_open和短路去嵌结构的S参数S_short；

步骤3：将上述待测器件、开路去嵌结构和短路去嵌结构的S参数转换为Y参数，分别得到待测器件的Y参数Y_mea、开路去嵌结构的Y参数Y_open和短路去嵌结构的Y参数Y_short；基于上述Y参数，计算Y_mea-open＝Y_mea-Y_open；将得到的Y_mea-open转换为对应的Z参数，得到Z_mea-open；如此一来，便去除了待测器件两端口之间并联的寄生。

步骤4：计算Y_short-open＝Y_short-Y_open；将上述得到的Y_short-open转换为对应的Z参数，得到Z_short-open，得到的是短路去嵌结构去除两端口间并联寄生电阻后的Z参数，通过将Z_mea-open和Z_short-open相减得到待测器件本身的精确Z参数：Z_device＝Z_mea-open-Z_short-open，这样一来，去除了待测器件两端口之间的串联寄生。将待测器件本身的精确Z参数转换回S参数，即可得待测器件本身的精确S参数。