最佳噪声系数的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种最佳噪声系数的 测试方法。
【背景技术】
[0002] 在射频集成电路中，如低噪声放大器，器件的噪声系数是非常重要的指标；在4个 噪声参数中，最重要的参数就是最佳噪声系数，该对电路的设计、器件的选择具有指导作 用。
[0003] 但是在测试环节，目前测试高频噪声的方法主要有两种，一种是测试50欧姆 (Ohm)下的噪声系数，不是最佳噪声系数；另一种是用调谐器的方法及软件相结合的方式测 试噪声参数，其中包括最佳噪声系数，该种方法目前国内测试资源少，设备价格昂贵，在片 测试单管还容易引起震荡，效率低下。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种最佳噪声系数的测试方法，能使用50欧 姆系统进行测试并通过推算计算出器件的最佳噪声系数，能克服测试资源少且设备昂贵缺 点、从而能降低测试成本，还能不会引起器件振荡、提高测试效率。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的最佳噪声系数的测试方法包括步骤：
[0006] 步骤一、在娃片上制作测试结构一、测试结构二、测试结构H、去嵌结构和直通结 构。
[0007] 所述测试结构一包括两个GSG测试端口和一个被测试器件，所述GSG测试端口表 示地-信号-地测试端口，所述被测试器件的源端和第一 GSG测试端口的信号端连接，所述 被测试器件的信号输出端和第二GSG测试端口的信号端连接。
[0008] 所述测试结构二在所述测试结构一的基础上增加了一串联电阻，所述串联电阻串 联在所述被测试器件的源端和所述第一 GSG测试端口的信号端之间。
[0009] 所述测试结构H为在所述测试结构二的基础上去除了所述被测试器件的结构，所 述测试结构H的串联电阻直接串联在所述第一 GSG测试端口和所述第二GSG测试端口的信 号端之间。
[0010] 所述去嵌结构为在所述测试结构一的基础上去除了所述被测试器件W及所述被 测试器件的连线的结构。
[0011] 所述直通结构在所述测试结构一的基础上去除了所述被测试器件，在所述直通结 构的所述第一 GSG测试端口和所述第二GSG测试端口的信号端之间通过一连线连接。
[0012] 步骤二、用50欧姆系统测试所述测试结构一的不同频率下的第一噪声系数。50欧 姆系统即为源阻抗为50欧姆的噪声系数测试系统。
[0013] 用50欧姆系统测试所述测试结构二的不同频率下的第二噪声系数。
[0014] 测试所述测试结构H的不同频率下的第一散射参数。
[0015] 测试所述去嵌结构的不同频率下的去嵌散射参数。
[0016] 测试所述直通结构的不同频率下的直通散射参数。
[0017] 步骤H、将所述第一噪声系数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述 第一噪声系数进行去嵌，得到所述被测试器件的去嵌后的第H噪声系数。
[0018] 将所述第二噪声系数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述第二噪 声系数进行去嵌，得到所述被测试器件和所述串联电阻的去嵌后的第四噪声系数。
[0019] 将所述第一散射参数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述第一散 射参数进行去嵌，得到所述串联电阻的去嵌后的第二散射参数。
[0020] 步骤四、由级联噪声公式：
[0021]
【主权项】
1. 一种最佳噪声系数的测试方法，其特征在于，包括步骤： 步骤一、在硅片上制作测试结构一、测试结构二、测试结构三、去嵌结构和直通结构； 所述测试结构一包括两个GSG测试端口和一个被测试器件，所述GSG测试端口表示 地-信号-地测试端口，所述被测试器件的源端和第一GSG测试端口的信号端连接，所述被 测试器件的信号输出端和第二GSG测试端口的信号端连接； 所述测试结构二在所述测试结构一的基础上增加了一串联电阻，所述串联电阻串联在 所述被测试器件的源端和所述第一GSG测试端口的信号端之间； 所述测试结构三为在所述测试结构二的基础上去除了所述被测试器件的结构，所述测 试结构三的串联电阻直接串联在所述第一GSG测试端口和所述第二GSG测试端口的信号端 之间； 所述去嵌结构为在所述测试结构一的基础上去除了所述被测试器件以及所述被测试 器件的连线的结构； 所述直通结构在所述测试结构一的基础上去除了所述被测试器件，在所述直通结构的 所述第一GSG测试端口和所述第二GSG测试端口的信号端之间通过一连线连接； 步骤二、用50欧姆系统测试所述测试结构一的不同频率下的第一噪声系数； 用50欧姆系统测试所述测试结构二的不同频率下的第二噪声系数； 测试所述测试结构三的不同频率下的第一散射参数； 测试所述去嵌结构的不同频率下的去嵌散射参数； 测试所述直通结构的不同频率下的直通散射参数； 步骤三、将所述第一噪声系数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述第一 噪声系数进行去嵌，得到所述被测试器件的去嵌后的第三噪声系数； 将所述第二噪声系数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述第二噪声系 数进行去嵌，得到所述被测试器件和所述串联电阻的去嵌后的第四噪声系数； 将所述第一散射参数结合所述去嵌散射参数和所述直通散射参数对所述第一散射参 数进行去嵌，得到所述串联电阻的去嵌后的第二散射参数； 步骤四、由级联噪声公式：
计算出F' ' 5(L2 =GresF' 5。_2 ; 其中，F' 5(L2表示所述第四噪声系数，表示所述串联电阻的噪声系数，
'所述第二散射参数为2X2矩阵， 分别为所述第二散射参数的两 O〇 1、 0T) 个元素，和
正好抵消；F''5(L2表示第五噪声系数，所述第五噪声系数为所述第四噪 声系数去掉了所述串联电阻本身产生的噪声后的噪声系数； 步骤五、由公式
计算出Rn」；其中，Rn」为第一等效噪声电阻，w表示频 率，表示频率为0时的所述第三噪声系数，&表示源阻抗为50欧姆时的源电导； 由公式 计算出Rn2;其中，Rn2为第二等效噪声电阻，表示频率
F50_2 为〇时的所述第五噪声系数； 步骤六、由公式
计算得到lY。^!;其中，Y。#」表示第一最 佳源导纳，slope0为斜率函数，F' 5(L1表示所述第三噪声系数； 由公式
计算得到lY。^」；其中，Y__2表示第二最佳源导 纳； 步骤七、由如下两个公式：
即可计算求 得G。# ;其中G。#表示最佳源电导，B。#表示最佳源电纳，表示所述串联电阻的导纳参数，YMS由所述第二散射参数转换得到； 步骤八、由公式Fmin =l+2Rn 计算得到Fmin，Fmin表示最佳噪声系数。
2.如权利要求1所述的最佳噪声系数的测试方法，其特征在于：所述频率的范围为 6GHz以下。
【专利摘要】本发明公开了一种最佳噪声系数的测试方法，包括步骤：在硅片上制作测试结构一、测试结构二、测试结构三、去嵌结构和直通结构。用50欧姆系统测试测试结构一和二的不同频率下的第一和二噪声系数；对测试结构三、去嵌结构和直通结构进行测试得到第一散射参数、去嵌散射参数和直通散射参数。分别对第一、二噪声系数和第一散射参数进行去嵌得到第三、四噪声系数和第二散射系数。推导出第五噪声系数。推导出第一和二等效噪声电阻。推导出第一和二最佳源导纳。推导出最佳源电导。推导出最佳噪声系数。本发明能使用50欧姆系统进行测试并通过推算出器件的最佳噪声系数，能克服测试资源少且设备昂贵缺点，还能不会引起器件振荡。
【IPC分类】G01R29-26
【公开号】CN104569632
【申请号】CN201310484734
【发明人】黄景丰
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月16日