R&S und FormFactor
HF-Performance aus Wafer-Ebene charakterisieren
Die Kombination aus dem »R&S ZNA«-Vektornetzwerkanalysator von Rohde & Schwarz und der Probe-Stationen »Smmit200« von FormFactor ermöglicht den Test für die Charakterisierung der HF-Performance auf Wafer-Ebene.
Die Halbleiterherstellern können so die zuverlässige und reproduzierbare On-Wafer-Charakterisierung von Bauteilen während der Entwicklung, der Produktqualifizierung und in der Produktion durchführen.
Das wesentliche Ziel bei der Entwicklung von 5G-HF-Frontends besteht darin, die geforderte HF-Performance hinsichtlich Frequenzabdeckung und Ausgangsleistung sicherzustellen und gleichzeitig die Energieeffizienz zu optimieren. Ein wichtiger Schritt in diesem Prozess ist die Verifizierung des HF-Designs. Um zu einem möglichst frühen Zeitpunkt Informationen zu HF-Performance und -Funktionalität zu gewinnen, ist es sinnvoll, das Design bereits auf Wafer-Ebene zu untersuchen. Die Charakterisierung von Prüflingen auf Wafer-Ebene erfordert ein Testsystem mit einem Vektornetzwerkanalysator (VNA), einer Probe-Station, HF-Probern, Kabeln und Adaptern, ein spezielles Kalibrierverfahren sowie Kalibriersubstrate für den spezifischen Prüfling bzw. die Anwendung.
Für diese wichtigen Messungen steuert Rohde & Schwarz den High-End-Vektornetzwerkanalysator » R&SZNA« zur Messung sämtlicher Parameter für die HF-Qualifikation auf Koaxial- und Hohlleiterebene bei, sowie Frequenzkonverter für Anwendungen über 67 GHz. FormFactor übernimmt die Kontaktierung des Prüflings auf dem Wafer mit manuellen, halb- und vollautomatischen Probesystemen einschließlich Temperaturregelung, Hochfrequenz-Probern, Prober-Positionierern und Kalibrierwerkzeugen. Die FormFactor Kalibriersoftware »WinCal XE« unterstützt umfassend die Kalibrierung des gesamten Testsystems einschließlich des »R&S ZNA«.
Dank dem vollständig kalibrierten Messaufbau hat der Anwender Zugriff auf alle Messfunktionen des »R&S ZNA«. Allgemeine S-Parametermessungen erlauben die Charakterisierung von Filtern und aktiven Bauelementen, jedoch lassen sich auch Verzerrung, Verstärkung und Intermodulation messen, beispielsweise für die Qualifizierung von Leistungsverstärkern. Frequenzumsetzende Messungen an Mischern mit Phasencharakterisierung über die gesamte Bandbreite des Prüflings sind eine weitere typische Messapplikation, die auf von diesem kombinierten On-Wafer-Testsystem durchführen lassen. Der vollständig kalibrierte Messaufbau erlaubt es außerdem, dass alle Messergebnisse ohne Nachbearbeitung direkt vom VNA übernommen werden, weil die Kalibrierdaten unmittelbar auf den VNA angewendet werden. Frequenzkonverter von Rohde & Schwarz erschließen Sub-THz-Frequenzen wie das D-Band, die im Fokus der aktuellen 6G-Forschung stehen. Die Konverter werden in die Probe-Station integriert, um die Verkabelung zwischen Konverter und Prüfspitze möglichst kurz zu halten und damit Verluste zu minimieren sowie gleichzeitig einen optimalen Dynamikbereich zu erzielen.
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