Come eseguire la caratterizzazione dei dispositivi su wafer a frequenze inferiori al THz

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Caratterizzazione dei dispositivi sub-THz

La caratterizzazione su wafer a frequenze inferiori al terahertz richiede misurazioni a banda larga in grado di isolare il comportamento elettrico intrinseco dei dispositivi a semiconduttore dall’influenza di sonde, interconnessioni e dispositivi di fissaggio per la misurazione. La configurazione di misurazione comprende un analizzatore di rete vettoriale, estensori di frequenza a banda larga, un controller del set di prova, substrati di calibrazione di precisione e sonde per wafer del tipo “terra-segnale-terra” operanti su ampi intervalli di frequenza. Gli ingegneri eseguono misurazioni calibrate dei parametri di diffusione a banda larga direttamente sui wafer semiconduttori per valutare i dispositivi attivi e passivi prima dell’incapsulamento. Tra i dispositivi tipici figurano amplificatori a transimpedenza, driver elettro-ottici, circuiti integrati monolitici a microonde, amplificatori differenziali e componenti sub-terahertz emergenti per le comunicazioni ottiche, il rilevamento e l’hardware per l’intelligenza artificiale.

I dati di misura acquisiti vengono utilizzati per convalidare le prestazioni dei circuiti, ricavare modelli compatti dei dispositivi e confrontare il comportamento elettrico misurato con le simulazioni elettromagnetiche e circuitali. Le misurazioni a banda larga forniscono informazioni dettagliate su guadagno, isolamento, adattamento di impedenza, larghezza di banda, stabilità e funzionamento differenziale, mantenendo al contempo una calibrazione coerente su tutto l’intervallo di misura. Eseguendo la caratterizzazione prima dell’incapsulamento, gli ingegneri possono identificare le variazioni di processo, ottimizzare il layout dei dispositivi, verificare le ipotesi di progettazione e accelerare le iterazioni di progettazione senza l’ulteriore incertezza introdotta dagli incapsulamenti o dalle strutture di interconnessione esterne.

Soluzione per la caratterizzazione di dispositivi sub-THz

Una caratterizzazione accurata dei dispositivi su wafer richiede misurazioni a banda larga che preservino le prestazioni elettriche intrinseche dei dispositivi a semiconduttori, riducendo al minimo l’influenza delle interfacce di misura e delle transizioni delle sonde. Il flusso di lavoro inizia con la calibrazione su wafer mediante substrati di calibrazione di precisione, seguita dal funzionamento sincronizzato dell’analizzatore di rete vettoriale, degli estensori di frequenza a banda larga e del controller del set di test per acquisire misurazioni continue dei parametri di dispersione nell’intero intervallo di frequenza operativa. Gli ingegneri valutano il guadagno, la perdita di inserzione, la perdita di ritorno, l’isolamento, l’adattamento di impedenza, le prestazioni differenziali e la larghezza di banda, confrontando i risultati misurati con simulazioni elettromagnetiche e modelli circuitali. La soluzione supporta la caratterizzazione di dispositivi attivi quali amplificatori a transimpedenza, driver elettro-ottici, circuiti integrati monolitici a microonde e amplificatori differenziali, nonché di strutture passive a semiconduttori. Le misurazioni continue fino a 250 GHz migliorano la ripetibilità, la coerenza della calibrazione e l’affidabilità delle misurazioni in tutti i flussi di lavoro relativi alla ricerca, allo sviluppo dei processi e alla convalida della progettazione.
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