On-Wafer-Messungen InP-HEMTs bis 250 GHz in einem Messdurchlauf charakterisieren

Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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Keysight, die Universität Glasgow, das National Physical Laboratory und MPI Corporation haben ein Verfahren zur breitbandigen On-Wafer-Charakterisierung von InP-HEMTs demonstriert. Es soll Messungen von nahezu Gleichstrom bis 250 GHz ermöglichen, ohne den Tastkopf zwischen Messungen neu aufzusetzen.

Keysight vereinfacht gemeinsam mit Forschungsinstituten das Testen von Halbleiter-Bauelementen der nächsten Generation.(Bild:  Keysight)
Keysight vereinfacht gemeinsam mit Forschungsinstituten das Testen von Halbleiter-Bauelementen der nächsten Generation.
(Bild: Keysight)

Für die Entwicklung von Halbleiterbauelementen im Millimeterwellen- und Sub-THz-Bereich müssen Entwickler deren Verhalten über einen großen Frequenzbereich erfassen. Herkömmliche Messaufbauten erfordern dafür mitunter mehrere Setups und Kalibrierungen. Das erhöht den Aufwand und kann die Vergleichbarkeit der Daten erschweren.

Die vier Partner kombinierten für ihren Ansatz einen PNA-X-Vektor-Netzwerkanalysator und einen 250-GHz-Frequenz-Extender von Keysight mit einer Präzisions-SMU. Hinzu kamen InP-HEMTs und On-Wafer-Kalibrierstandards der Universität Glasgow, Tastkopf-Technologie und Kalibriersoftware von MPI Corporation sowie Kalibriermethoden des National Physical Laboratory (NPL). Bei InP-HEMTs handelt es sich um Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) in Indiumphosphid-basierter Halbleitertechnologie. Sie eignen sich für Anwendungen bei sehr hohen Frequenzen.

Für Gleichstrom bis 250 GHz

Nach Angaben der Partner ermöglicht der Aufbau eine kontinuierliche Charakterisierung von nahezu Gleichstrom bis 250 GHz in einem einzigen Durchlauf. Der Tastkopf bleibt dabei an derselben Stelle auf dem Wafer aufgesetzt. Die integrierte Quellenfilterung und die breitbandige Kalibrierung der Quellenleistung sollen außerdem die Signalreinheit am Tastkopf verbessern. Gemessen wurden breitbandige S-Parameter.

„Die kontinuierliche Charakterisierung von Bauelementen von nahezu Gleichstrom bis 250 GHz in einem einzigen Sweep kann den Messprozess […] erheblich vereinfachen“, sagt Thierry Locquette, Vice President of Sales für Europa, den Nahen Osten und Afrika bei Keysight. Die Zusammenarbeit zeige, wie sich Messgeräte, Bauelemente, Tastköpfe und Metrologie kombinieren ließen, um konsistente Breitbanddaten zu gewinnen.

Auch das NPL hebt die Kalibrierung als wesentlichen Teil der Messaufgabe hervor. „Genaue On-Wafer-Messungen sind für die Entwicklung zuverlässiger Halbleiter-Bauelemente unerlässlich“, sagt Xiaobang Shang, leitender Wissenschaftler und Leiter des Bereichs On-Wafer-Messtechnik am NPL. MPI Corporation verweist darauf, dass Prüf-, Kalibrierungs- und Messplattformen für Messungen bis 250 GHz als integriertes System zusammenarbeiten müssen.

Die Demonstration soll den Aufwand für breitbandige Messungen reduzieren. Welche Messunsicherheit der Aufbau über den gesamten Frequenzbereich erreicht und wie die Übergänge zwischen den Messbereichen umgesetzt werden, geht aus der Mitteilung nicht hervor. (heh)

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