集成电路芯片的射频测试技术-徐光

Ｘｕ Ｇｕａｎｇ
，吴 ，陈 ，钱 ，陈 徐 光 振 海 金 远 峰 新 宇
（Ｔｈｅ ５５
Ａｂｓｔｒａｃｔ
， Ｗｕ Ｚｈｅｎｈａｉ， Ｃｈｅｎ Ｊｉｎｙｕａｎ， Ｑｉａｎ Ｆｅｎｇ， Ｃｈｅｎ Ｘｉｎｙｕ
ｔｈ
ＲＦ ＩＣ ｏｎＷａｆｅｒ Ｔｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
１
Ｊｕｌｙ
２０１０
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ ３５ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
１９１试 技 术 ：集
櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶
， ＣＥＴＣ ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ ）
： ＲＦ ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＲＦ ＩＣ ｐｒｏｃｅｓｓ ． Ａｉｍ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｕｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔ ， ａ ＤＣ ｏｎｗａｆｅｒ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａ ｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌ Ｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｄ ｉｎ ＲＦ ＩＣ ｔｅｓｔ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｅｓｔ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｙｉｅｌｄ ｉｓ ａｌｓｏ ｂｅｅｎ
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０
引 言
，特 随 着 无 线 通 信 系 统 的 广 泛 应 用 别 是 ３Ｇ 通 ，射 、高 频 集 成 电 路 向 着 高 频 段 性 能 的 方 信 的 推 广 ，因 ，同 ， 此 对 射 频 测 试 的 要 求 越 来 越 高 时 向 演 进 “ ”的 集 成 电 路 应 用 商 对 射 频 集 成 电 路 的 零 失 效 要 求 对 射 频 电 路 提 出 了 试 要 求 规 的 ，也 。常 １００ ％ 测 测 试 手 段 不 再 能 满 足 这 些 产 品 的 需 要 片 直 流 和 ，在 微 波 测 试 技 术 成 为 全 面 反 映 芯 片 性 能 的 必 备 手 段 。 同 时 在 片 测 试 技 术 也 为 质 量 过 程 提 供 相 应 的 工 艺 参 频 集 成 电 路 的 射 频 测 试 系 统 数 ，是 。因 １ 射 质 量 流 程 控 制 中 重 要 的 技 术 支 撑 手 段 ，无 ，在 此 论 是 性 能 保 障 还 是 质 量 流 程 控 制 片 测 试 １１ 原 理 简 介 ［ ］ 技 术 都 是 产 品 开 发 中 的 一 个 重 要 环 节。 常 规 的 试 步 骤 是 将 装 到 测 试 夹 具 ＩＣ 测 ＩＣ 安 目 前 国 内 射 频 集 成 电 路 技 术 主 要 注 意 力 都 集 中 中 。进 。采 、成 行 单 个 测 试 用 此 种 方 法 速 度 慢 本
櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 櫶 ｄｏｉ １０ ３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ １００３３５３ｘ ２０１０ ｚ１ ０５２
：
集 成 电 路 芯 片 的 射 频 测 试 技 术
（ ，南 中 国 电 子 科 技 集 团 公 司 第 五 十 五 研 究 所 京 ２１００１６） ：射 。针 ，提 摘 要 频 测 试 是 射 频 集 成 电 路 生 产 的 关 键 技 术 对 全 面 性 能 测 试 的 要 求 出 了 用 于 射 频 直 流 在 片 测 试 系 统 和 小 信 号 数 测 试 系 统 完 成 了 测 试 数 据 统 计 及 成 品 率 统 计 程 序 ，并 ＩＣ 的 Ｓ参 的 编 写 试 结 果 表 明 系 统 解 决 了 射 频 芯 片 片 测 试 的 技 术 问 题 射 频 集 成 电 路 应 。测 ，该 ，为 １００ ％ 在 用 提 供 了 有 力 保 障 。 关 键 词 频 集 成 电 路 片 测 试 流 测 试 信 号 数 ：射 ；在 ；直 ；小 Ｓ参 ：ＴＮ４０７；ＴＮ４３２ 文 ：Ａ 文 ：１００３３５３Ｘ （ 中 图 分 类 号 献 标 识 码 章 编 号 刊 ２０１０） 增 ０１９１０３
，且 ，无 。 高 具 有 破 坏 性 法 进 行 试 １００ ％ 测 、微 、直 而 在 片 测 试 是 以 探 针 台 波 探 针 流 偏 置 探 卡 为 基 本 测 试 设 备 配 备 相 应 的 测 试 仪 表 所 构 成 的 。这 裸 芯 片 测 试 平 台 不 仅 消 除 了 金 丝 长 度 和 测 试 夹 ，而 具 对 芯 片 性 能 的 影 响 且 解 决 了 传 统 测 试 方 法 只 “代 ”的 能 对 一 个 表 性 样 品 进 行 测 试 而 无 法 做 到 。同 ，在 能 测 试 的 难 题 时 片 测 试 的 测 试 速 １００ ％ 性 ，并 且 不 需 要 针 对 不 度 比 传 统 的 装 架 测 试 大 大 提 高 ，降 ， 同 芯 片 设 计 特 定 的 测 试 夹 具 低 了 人 力 和 成 本 真 正 做 到 了 在 控 制 成 本 的 同 时 提 高 测 试 性 能 和 测 试 。 效 率 流 在 片 测 试 系 统 １２ 直 。 直 流 在 片 测 试 系 统 针 对 的 对 象 是 片 ＧａＡｓ 圆 直 流 在 片 测 试 主 要 包 括 直 流 终 测 和 试 两 个 ＰＣＭ 测 。 重 要 内 容 芯 片 直 流 终 测 需 要 判 断 芯 片 中 每 一 级 管 子 的 性 ，因 ，直 能 此 对 于 多 级 管 子 的 芯 片 而 言 流 探 针 的 制 。 作 精 度 及 探 针 材 料 的 选 择 都 需 要 满 足 工 艺 的 要 求 ，由 ，在 对 于 放 大 器 而 言 于 功 放 管 芯 的 特 殊 性 直 流 。为 ，提 测 试 过 程 中 会 引 起 振 荡 了 避 免 振 荡 高 测 试 的 安 全 性 就 必 须 选 择 特 殊 材 料 的 探 针 并 且 需 要 在 直 。 流 探 针 卡 上 制 作 防 振 电 路 由 于 测 试 的 对 象 是 圆 片 上 的 数 千 只 芯 片 试 ，测 。建 的 准 确 性 和 速 度 都 是 测 试 中 要 解 决 的 关 键 问 题 立 自 动 的 直 流 在 片 测 试 系 统 时 采 用 探 针 并 联 的 ，同 方 式 一 次 测 量 多 个 器 件 的 方 法 来 提 高 测 试 速 度 将 每 个 芯 片 测 试 速 度 控 制 在 几 秒 量 级 。 。对 直 流 测 试 主 要 解 决 低 频 振 荡 的 问 题 于 控 制 电 路 用 很 多 直 流 探 针 将 每 个 接 地 连 接 起 来 ，采 ，全 。对 ，由 面 测 试 电 路 的 直 流 特 性 于 放 大 器 于 接 地 的 不 良 常 容 易 引 起 振 荡 成 放 大 器 烧 毁 时 ，常 ，造 ，同 放 大 器 由 于 功 耗 引 起 的 升 温 是 测 试 中 需 要 考 虑 的 另 一 个 问 题 。通 ；对 过 脉 冲 测 试 的 方 法 解 决 散 热 问 题 ，合 于 低 频 振 荡 的 问 题 适 的 波 电 路 以 及 多 级 ＲＣ 滤 ［ ］ 波 电 路 是 解 决 问 题 的 主 要 方 法。 ＬＣ 滤 信 号 数 测 试 技 术 １３ 小 Ｓ参 小 信 号 数 测 试 主 要 解 决 测 试 精 度 和 测 试 Ｓ 参
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。控 ，因 稳 定 性 的 问 题 制 类 电 路 本 身 插 损 就 比 较 小 。同 ， 此 对 系 统 的 精 度 要 求 较 高 时 由 于 小 信 号 测 量 ，外 输 入 功 率 比 较 小 界 的 干 扰 会 对 测 试 产 生 很 大 的 影 响 。 ， 解 决 测 试 精 度 问 题 首 先 要 选 择 高 精 度 的 矢 网 。最 其 次 连 接 电 缆 的 驻 波 一 定 要 很 好 关 键 的 是 校 准 。 件 参 数 的 提 取 ， Ｃａｓｃａｄｅ 是 校 准 件 采 用 校 准 片 国 际 Ｃａｓｃａｄｅ 的 ，校 上 著 名 的 探 针 台 和 校 准 片 的 供 应 商 准 片 的 设 计 。厂 ，便 和 工 艺 精 度 国 际 领 先 商 同 时 提 供 寄 生 参 数 ，提 于 微 波 测 试 系 统 的 校 准 高 测 试 系 统 的 测 试 精 ［ ］ 度。 ，可 另 外 为 了 减 小 外 界 的 干 扰 以 采 用 屏 蔽 罩 的 ，将 。 方 法 被 测 件 放 入 屏 蔽 罩 中 试 数 据 统 计 技 术 及 成 品 率 统 计 程 序 编 写 １４ 测 ，批 随 着 芯 片 工 艺 技 术 的 提 升 生 产 量 越 来 越 ，为 大 了 客 观 评 价 一 批 芯 片 的 性 能 就 必 须 对 数 据 进 ，根 。 行 统 计 分 析 据 统 计 结 果 指 导 设 计 和 工 艺 根 据 统 计 学 理 论 为 了 完 整 反 映 产 品 的 性 能 就 必 。根 须 进 行 期 望 和 方 差 的 统 计 据 单 片 的 性 能 指 标 进 ，如 ：开 、衰 关 减 器 电 路 芯 片 的 微 波 行 不 同 的 统 计 ，驻 ；放 波 大 器 电 路 芯 片 的 微 波 性 性 能 参 数 有 插 损 ，驻 。为 波 了 提 高 统 计 效 率 和 统 计 结 能 参 数 有 增 益 果 的 准 确 性 ，必 。本 须 采 用 计 算 机 自 动 化 的 方 法 文 ，对 学 软 件 采 用 编 程 的 方 法 测 试 数 将 采 用 Ｍａｔｌａｂ 数 、快 。 据 进 行 实 时 速 的 统 计 分 析 制 程 序 的 编 写 １５ 控 ，由 在 传 统 的 手 动 测 试 方 法 中 于 其 速 度 比 较 、可 低 靠 性 比 较 差 等 缺 点 使 其 不 能 满 足 批 量 生 产 的 需 求 了 解 决 测 试 速 度 的 问 题 般 仪 器 都 具 备 。为 ，一 司 推 出 的 功 程 控 的 功 能 。 Ａｇｉｌｅｎｔ ＶＥＥ 是 Ａｇｉｌｅｎｔ 公 能 强 大 的 图 形 化 可 编 程 语 言 可 以 通 过 系 统 总 线 。它 。 对 测 试 仪 器 进 行 控 制 同 时 进 行 数 据 的 采 集 和 处 理 为 了 提 高 测 试 的 速 度 和 采 取 数 据 的 准 确 性 者 采 ，作 用 发 环 境 分 别 编 写 小 信 号 参 数 测 试 系 统 控 ＶＥＥ 开 。 制 程 序 和 脉 冲 功 率 相 位 测 试 系 统 控 制 程 序