一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法技术

本发明专利技术公开了一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，该方法步骤如下：构建直通、反射和线校准件结构；获取待测件及校准件的S参数；求解引线及焊盘结构引入的八项误差；根据所求八项误差完成对待测件S参数的去嵌入；其中引线及焊盘结构引入的八项误差由直通、反射、线校准件的S参数，通过散射参数级联、信号流分析和矩阵恒等的方法求出，并最终根据散射参数级联原理完成对待测件S参数的去嵌入。该方法可消除砷化镓基射频集成电路测量时引线及焊盘结构对原电路性能造成的影响，具有去嵌入效果好，所需校准件少，计算资源占用低的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法


[0001]本专利技术属于射频微波测量领域，具体涉及一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法。
技术背景
[0002]现代无线通信系统正朝着高频，高速和小型化的方向发展，相应的射频器件也朝着高集成度的方向发展。由于射频集成器件更小的尺寸和更高的工作频率，测量时引入的引线及焊盘结构，在射频微波测量时对器件性能造成的影响往往较大。针对射频集成电路片上测量的去嵌入方法具有很高的实用性。
[0003]射频集成器件由复杂的半导体工艺制造而成，其物理尺寸为微米级。与之相关的测量为晶圆测量，即将器件所在的半导体晶圆固定于射频探针台上，借由显微镜观察操作，通过与矢量网络分析仪相连的微米级射频探针完成对器件的测量。
[0004]晶圆测量前的校准分为片外校准和片上去嵌，片外校准即使用矢量分析仪配套的标准件将测量时的参考面从矢量分析仪的端口处校准到射频探针尖端。片上去嵌即使用自制的校准件将测量时的参考面从射频探针尖端平移到待测器件的理想位置。
[0005]在文献1(J.V.Butler,D.Rytting,M.F.Iskander,R.Pollard and M.Vanden Bossche,"16
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term error model and calibration procedure for on wafer network analysis measurements(MMICs),"in IEEE Trans.Microwave Symposium Digest,vol.3,no.12,pp.1125
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1127,Dec.1991.)中提出了一种16项误差模型的晶圆上测量的校准程序，由于考虑了待测件两侧的串扰，故其中八项误差是用来追索泄露误差的，对于无信号泄露系统，可大大简化误差模型，同时保证去嵌精度不变。
[0006]在文献2(C.Liu,A.Wu,C.Li and N.Ridler,"ANew SOLT Calibration Method for Leaky On
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Wafer Measurements Using a 10
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Term Error Model,"in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.66,no.8,pp.3894
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3900,Aug.2018.)中提出了一种10项误差模型的去嵌入方法，由于只考虑射频探针间的串扰，是一种对16项误差模型的简化，并且十分依赖匹配校准件的精度。
[0007]在无泄露串扰的系统中，保证去嵌精度的前提下，误差模型可进一步简化为八项误差模型。去嵌过程通过使用一套直通、反射和线校准件实现。待测件两侧的八项误差网络由校准件散射参数通过矩阵恒等，信号流分析的方法求解，最终根据散射参数级联原理完成对待测件散射参数的去嵌修正。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提出一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，该方法针对射频集成电路片上测量时引入的引线及焊盘结构对待测件散射参数测量结果造成的影响进行去嵌消除；通过直通，反射和线校准件的散射参数，经由去嵌算法的计算确定引线及焊盘结构引入的八项干扰误差，再根据散射参数的级联原理，最终完成去嵌。
[0009]实现本专利技术目的的技术解决方案为：第一方面，本专利技术提供一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1、根据待测件引线及焊盘结构，构建直通、反射、线校准件；
[0011]步骤2、获取待测件及校准件的S参数；
[0012]步骤3、求解引线及焊盘结构引入的八项误差；
[0013]步骤4、根据所求八项误差完成对待测件S参数的去嵌入。
[0014]第二方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述第一方面所述的方法。
[0015]第三方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0017](1)本专利技术提出的去嵌算法借由黑盒理论分析得到，只关注焊盘和传输线引入的误差网络的端口散射参数矩阵，故无需对误差网络内部进行复杂建模，操作简便；
[0018](2)本专利技术去嵌所用直通，反射和线校准件，无需依赖如匹配校准件这样精度要求很高的标准件，具有更好的去嵌精度和可重复性；
[0019](3)本专利技术针对无泄露串扰的系统，进一步简化误差模型为八项误差模型，在保证去嵌精度的同时，去嵌算法更为简洁，去嵌程序在时间复杂度上更低。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的实现流程图。
[0021]图2为本专利技术去嵌演示所用电感待测件的结构示意图。
[0022]图3为本专利技术去嵌演示中待测件测量所需引入的引线和焊盘结构示意图，是去嵌应消除的误差网络部分。
[0023]图4(a)为直通校准件结构示意图，图4(b)为反射校准件结构示意图，图4(c)为线校准件结构示意图。
[0024]图5(a)为直通件级联T参数矩阵示意图，图5(b)为线校准件级联T参数矩阵示意图，图5(c)为反射校准件端口归一化电压示意图。
[0025]图6(a)为S
11
实部去嵌结果图，其中图6(b)为S
11
虚部去嵌结果图。
[0026]图7(a)为S
21
实部去嵌结果图，其中图7(b)为S
21
虚部去嵌结果图。
[0027]图8(a)为S
11
相位去嵌结果图，图8(b)为S
21
相位去嵌结果图。
具体实施方式
[0028]如图1所示，本专利技术提出一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，包括：根据待测件引线及焊盘结构构建直通、反射、线校准件；获取待测件及校准件的S参数；将待测件及校准件的S参数导入计算机去嵌程序；求解引线及焊盘结构引入的八项误差；根据所求八项误差完成对待测件S参数的去嵌入。
[0029]该方法针对二端口射频集成电路测量时引入的引线和焊盘结构对原电路性能造成的影响，采用一套直通、反射、线校准件，对测量结果进行去嵌入，以还原出射频集成电路
原本性能。
[0030]构建校准件有如下过程：将待测件两侧引入的引线及焊盘结构直接连通，构成直通校准件；将待测件两侧引入的引线及焊盘结构水平放置，并保持一定间距实现终端开路，构成反射校准件；将待测件两侧引入的引线及焊盘结构水平放置，并在中间连上一段等宽的传输线，构成线校准件，为了避免去嵌结果产生相位模糊，要求传输线长度引起的相位延迟不超过160
°
。
[0031]获取待测件和校准件的S参数并导入计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、根据待测件引线及焊盘结构，构建直通、反射、线校准件；步骤2、获取待测件及校准件的S参数；步骤3、求解引线及焊盘结构引入的八项误差；步骤4、根据所求八项误差完成对待测件S参数的去嵌入。2.根据权利要求1中所述的砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，其特征在于，步骤1具体包括：步骤1
‑
1、将待测件两侧引入的引线及焊盘结构直接连通，构成直通校准件；步骤1
‑
2、将待测件两侧引入的引线及焊盘结构水平放置，并保持一定间距实现终端开路，构成反射校准件；步骤1
‑
3、将待测件两侧引入的引线及焊盘结构水平放置，并在中间连上一段等宽的传输线，构成线校准件，要求传输线长度引起的相位延迟不超过160
°
。3.根据权利要求2中所述的砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，其特征在于，步骤3具体包括：步骤3
‑
1、将直通校准件和线校准件的S参数矩阵转化成级联T参数矩阵；步骤3
‑
2、根据T参数的级联原理，有直通件T参数矩阵等于待测件两侧误差网络T参数矩阵级联，线校准件T参数矩阵等于待测件两侧误差网络T参数矩阵中间与延长线T参数矩阵级联；根据这两个矩阵恒等关系联立方程组，求解出待测件两侧误差网络的误差项e1、e2；步骤3
‑
3、根据直通件T参数矩阵等于待测件两侧误差网络T参数矩阵级联的恒等关系，通过代入误差项e1、e2并消元化简，求解出待测件两侧误差网络的误差项e3、e4、e5、e6；步骤3
‑
4、根据反射校准件两端口的级联T参数矩阵运算规则，第一端口归一化电压波等于反射件网络级联T参数矩阵乘以第二端口归一化电压波，得到反射校准件端口散射参数、终端反射率和反射件级联T参数关于端口归一化电压波的表达式，经消元化简求出待测件两侧误差网络的误差项e7、e8。4.根据权利要求3中所述的砷化镓基集成电路工艺下的去嵌入方法，其特征在于，设待测件左右焊盘和引线引入的T参数误差矩阵T
A
、T
B
，，a、b、c、d、e、f、x
22
、y
22
为所设待测件左右焊盘和引线引入的T参数误差矩阵的未知量，即所要求取的八项误差；将直通校准件和线校准件的S参数矩阵转化成级联T参数矩阵T
t
和T
l
，有其中T
t
和T
l
为直通件和线校准件的级联T参数矩阵，是线校准件T参数矩阵乘直通校准件T参数矩阵的逆；反射件输入端口处回波损耗为S
R11
、S
R22
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文杰，徐楚，沈光煦，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：