在片夹具去嵌入的测试方法及装置

本公开涉及芯片测试，具体涉及一种在片夹具去嵌入的测试方法及装置。

背景技术：

1、随着微波器件的应用越来越广泛，对测量精度的要求也逐渐提高，特别是s参数的测量，矢量网络分析仪(vna)通常用于射频或微波频段器件的测量，是微波领域最重要最基本的测量工具，不仅可以测量器件的传输和反射特性，还可以测量器件的隔离度等，此外，对于器件的插入损耗、增益、回波损耗和反射系数也能够进行测量，因此被称为是射频微波领域界的万用表。在射频微波测试系统中，从矢量网络分析仪端口到被测器件(dut)之间会有测试误差，包括失配、泄漏等引入测试不确定性，需要在测试前采用校准技术消去该误差，校准过后测试参考面会位于同轴端口。

2、当应用矢量网络分析仪进行在片测试小尺寸微波器件时需要用微波探针，在单独的微波器件或结构测试过程中，微波探针不能直接接触被测器件，需要在被测件周围加上测试焊盘以便于测试，这就意味着会不可避免的引入一系列寄生效应，包括探针、焊盘和互连线结构本身具有电感、电容和电阻等特征，而且随着测试频率的升高，寄生效应也越来越显著，要想得到待测件的准确参数，就必须进行去嵌入计算以消除转接头、焊盘及传输线带来的影响，将测试参考面移动至器件两端。

3、典型的去嵌入方法是将测试焊盘和互连线的寄生效应进行集总等效，通过测试开路(open)、短路(short)、匹配负载(load)等校准件，计算各等效寄生元件参数值从而完成去嵌。这些方法都是基于集总式等效模型，将探针、焊盘与传输线所产生的寄生效应等效为电阻、电感及电容，然而这种等效存在以下不足之处。第一，集总等效不可能表征所有的寄生效应，随着频率升高，集总等效模型将不再适用；第二，无论采用开路结构或短路结构都会产生额外的终端效应，这在实际测试结构中是不存在的，在高频条件下会导致过度去嵌。

4、新型的去嵌入方法只需要一个直通结构即可去除待测器件在片测试的相关寄生参数的测试方法，对直通结构的长度要求非常严格。如果直通结构长度过长，会导致寄生参数二端口网络模型不适用，而如果直通结构长度过短，或当待测器件尺寸较小时，在高频条件下会导致测试探针和待测器件之间距离过近产生串扰，造成去嵌入结果不准确。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、针对上述问题，本公开提供了一种在片夹具去嵌入的测试方法及装置，用于至少部分解决传统测试方法中存在串扰、嵌入结果不准确等技术问题。

3、(二)技术方案

4、本公开一方面提供了一种在片夹具去嵌入的测试方法，包括：s1，提供一去嵌入的测试结构，去嵌入的测试结构包括相互独立的整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构；其中，整体结构包括待测器件，第二传输线结构的长度为第一传输线结构的长度的二倍；s2，分别测试整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构，得到整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数；s3，将整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数进行矩阵运算，得到待去嵌的寄生参数；s4，根据整体结构的散射参数、寄生参数进行去嵌运算，得到待测器件的本征散射参数。

5、进一步地，s2包括：在矢量网络分析仪产生特定频率的测试信号的条件下，分别测量得到整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数；转换得到整体结构的散射参数矩阵、第一散射参数矩阵和第二散射参数矩阵；转化得到整体结构的传输矩阵、第一传输矩阵和第二传输矩阵。

6、进一步地，s3包括：根据整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构建立相应的寄生参数二端口网络；将第一传输矩阵和第二传输矩阵进行矩阵乘法运算，得到寄生参数二端口网络的传输矩阵；将寄生参数二端口网络的传输矩阵转化为寄生参数二端口网络的导纳矩阵；根据寄生参数二端口网络的导纳矩阵中的导纳矩阵元素，得到待去嵌的寄生参数。

7、进一步地，s4包括：根据待去嵌的寄生参数计算得到左端、右端寄生参数二端口网络的导纳矩阵；将左端、右端寄生参数二端口网络的导纳矩阵转化为左端、右端寄生参数二端口网络的传输矩阵；根据左端、右端寄生参数二端口网络的传输矩阵和第一传输矩阵计算得到第一传输线结构去嵌后的传输矩阵；根据左端、右端寄生参数二端口网络的传输矩阵，第一传输线结构去嵌后的传输矩阵以及整体结构的传输矩阵计算得到待测器件的本征传输矩阵参数；将本征传输矩阵参数进行转化得到本征散射参数。

8、进一步地，s1中整体结构还包括地-信号-地形式的焊盘和传输线；第一传输线结构和第二传输线结构分别包括地-信号-地形式的第一焊盘、第一传输线和第二焊盘、第二传输线。

9、进一步地，焊盘与第一焊盘、第二焊盘的尺寸大小相同。

10、进一步地，第一传输线的长度等于整体结构中连接焊盘与待测器件的传输线的长度。

11、进一步地，待测器件包括滤波器、功分器、阻抗变换器中的一种。

12、本公开另一方面提供了一种在片夹具去嵌入的测试装置，包括：去嵌入的测试结构，去嵌入的测试结构包括相互独立的整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构；其中，整体结构包括待测器件，第二传输线结构的长度为第一传输线结构的长度的二倍；矢量网络分析仪，用于分别测试整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构，得到整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数；计算模块，用于将整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数进行矩阵运算，得到待去嵌的寄生参数；并根据整体结构的散射参数、寄生参数进行去嵌运算，得到待测器件的本征散射参数。

13、进一步地，整体结构还包括地-信号-地形式的焊盘和传输线；第一传输线结构和第二传输线结构分别包括地-信号-地形式的第一焊盘、第一传输线和第二焊盘、第二传输线。

14、(三)有益效果

15、本公开的在片夹具去嵌入的测试方法及装置，通过采用两条长度为二倍关系的传输线结构作为校准件，利用矩阵运算得到需要去嵌的寄生参数二端口网络，并单独提取焊盘与待测器件之间的传输线的特征参数，降低了现有去嵌技术对校准件长度的要求，提高了去嵌准确性，进而提高了s参数的测试准确度。

技术特征：

1.一种在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述s2包括：

3.根据权利要求2所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述s3包括：

4.根据权利要求3所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述s4包括：

5.根据权利要求1所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述s1中所述整体结构还包括地-信号-地形式的焊盘和传输线；

6.根据权利要求5所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述焊盘与所述第一焊盘、所述第二焊盘的尺寸大小相同。

7.根据权利要求5所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述第一传输线的长度等于所述整体结构中连接所述焊盘与所述待测器件的传输线的长度。

8.根据权利要求1所述的在片夹具去嵌入的测试方法，其特征在于，所述待测器件包括滤波器、功分器、阻抗变换器中的一种。

9.一种在片夹具去嵌入的测试装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的在片夹具去嵌入的测试装置，其特征在于，所述整体结构还包括地-信号-地形式的焊盘和传输线；

技术总结
本公开提供了一种在片夹具去嵌入的测试方法，包括：提供一去嵌入的测试结构，去嵌入的测试结构包括相互独立的整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构；其中，整体结构包括待测器件，第二传输线结构的长度为第一传输线结构的长度的二倍；分别测试整体结构、第一传输线结构和第二传输线结构，得到整体结构的散射参数、第一散射参数和第二散射参数；进行矩阵运算，得到待去嵌的寄生参数；根据整体结构的散射参数、寄生参数进行去嵌运算，得到待测器件的本征散射参数。本公开利用两条长度为二倍关系的传输线得到理想的直通结构，避免了高频条件下测试较短直通结构时带来的串扰问题，能够得到更加准确的去嵌结果。

技术研发人员：吕世荣,谢亮,张胜利,汤富生,焦明奇
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15