Como realizar a caracterização de dispositivos no wafer em frequências sub-THz

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Caracterização de dispositivos sub-THz

A caracterização em wafer em frequências sub-terahertz requer medições de banda larga que isolem o comportamento elétrico intrínseco dos dispositivos semicondutores da influência de sondas, interconexões e dispositivos de medição. A configuração de medição inclui um analisador de rede vetorial, extensores de frequência de banda larga, um controlador de conjunto de teste, substratos de calibração de precisão e sondas de wafer do tipo “terra-sinal-terra” que operam em amplas faixas de frequência. Os engenheiros realizam medições calibradas de parâmetros de espalhamento de banda larga diretamente em wafers semicondutores para avaliar dispositivos ativos e passivos antes do encapsulamento. Os dispositivos típicos incluem amplificadores de transimpedância, drivers eletro-ópticos, circuitos integrados monolíticos de micro-ondas, amplificadores diferenciais e componentes emergentes na faixa sub-terahertz para comunicações ópticas, sensoriamento e hardware de inteligência artificial.

Os dados de medição obtidos são utilizados para validar o desempenho do circuito, extrair modelos compactos de dispositivos e comparar o comportamento elétrico medido com simulações eletromagnéticas e de circuitos. As medições de banda larga fornecem informações sobre ganho, isolamento, adaptação de impedância, largura de banda, estabilidade e operação diferencial, mantendo uma calibração consistente em toda a faixa de medição. Ao realizar a caracterização antes do encapsulamento, os engenheiros podem identificar variações no processo, otimizar os layouts dos dispositivos, verificar as premissas do projeto e acelerar as iterações do projeto sem a incerteza adicional introduzida pelos encapsulamentos ou pelas estruturas de interconexão externas.

Solução para caracterização de dispositivos na faixa sub-THz

A caracterização precisa de dispositivos no wafer requer medições de banda larga que preservem o desempenho elétrico intrínseco dos dispositivos semicondutores, minimizando ao mesmo tempo a influência das interfaces de medição e das transições das sondas. O fluxo de trabalho começa com a calibração no wafer utilizando substratos de calibração de precisão, seguida pela operação sincronizada do analisador de rede vetorial, dos extensores de frequência de banda larga e do controlador do conjunto de teste para adquirir medições contínuas dos parâmetros de dispersão em toda a faixa de frequência operacional. Os engenheiros avaliam ganho, perda de inserção, perda de retorno, isolamento, adaptação de impedância, desempenho diferencial e largura de banda, comparando os resultados medidos com simulações eletromagnéticas e modelos de circuitos. A solução oferece suporte à caracterização de dispositivos ativos, como amplificadores de transimpedância, drivers eletro-ópticos, circuitos integrados monolíticos de micro-ondas e amplificadores diferenciais, bem como estruturas passivas de semicondutores. As medições contínuas até 250 GHz melhoram a repetibilidade, a consistência da calibração e a confiabilidade das medições em todos os fluxos de trabalho de pesquisa, desenvolvimento de processos e validação de projetos.
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