CN104777360B

CN104777360B - 去嵌入的测试方法

Info

Publication number: CN104777360B
Application number: CN201410014472.2A
Authority: CN
Inventors: 盛亚; 王西宁
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2018-02-09
Anticipated expiration: 2034-01-13
Also published as: CN104777360A

Abstract

本发明提供了一种去嵌入的测试方法，所述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、开路结构和短路结构，整体结构具有一待测器件，开路结构和短路结构均在整体结构的基础上去除了待测器件；分别测试整体结构、开路结构和短路结构，得到整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值；分别测量整体结构和短路结构中的导线长度；根据测得的导线长度和整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值进行去嵌计算，得到待测器件本身的测试结果。本发明去嵌入的测试方法中，通过分别测量完整结构和短路结构中的导线长度以去除短路结构中较完整结构多出的导线长度，因此去嵌计算能够得到更加精确地测试结果。

Description

去嵌入的测试方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术领域，特别涉及一种去嵌入的测试方法。

背景技术

集成电路一般包括多个有源和无源的器件，例如电阻器、电感器、电容器、晶体管、放大器等。各个器件在整合进入集成电路之后，通常无法轻易地对其进行测试。为了确认某一器件是否符合设计要求，一般在制作该器件的同时在晶片上单独制作该器件的复制件，所述复制件与所述器件由相同工艺制造并具有相同的特征，通过测量所述复制件从而得到所述器件的各个特征。

所述复制件通常称为待测器件（device－under－test，简称DUT），所述待测器件（DUT）能够正确地反映其对应的器件的特征。进行测量时，所述待测器件（DUT）通过导线（leads）和测试焊垫（test pads）与外围的测试设备进行电性连接，所述测试设备向所述待测器件（DUT）输出激励信号并采集从所述待测器件（DUT）返回的响应信号来进行处理分析。

对于射频电路和微波电路而言，通常利用散射参数（S）、导纳参数（Y）或阻抗参数（Z）表征测试结果，散射参数（S）、导纳参数（Y）或阻抗参数（Z）通常都有4个分量，散射参数（S）、导纳参数（Y）或阻抗参数（Z）之间可以互相转换。其中，S参数是建立在入射波、反射波关系基础上的，用以评估待测器件（DUT）反射信号和传送信号的性能，通过测试设备可以直接得到S参数表征的测试结果，因此通常以S参数为基础对电路进行分析和处理。

通过测试设备测对所述待测器件（DUT）进行测试分析时，由于与所述待测器件（DUT）连接的导线（leads）和测试焊垫（test pads）本身也具有电阻值、电容值和电感值等特征，会产生寄生效应（parasitics）影响待测器件（DUT）的测试结果。为了去除导线（leads）和测试焊垫（test pads）所产生的寄生效应(parasitics)，通常借由称为去嵌入(de－embedding)方法以去除所述寄生效应，从而得到待测器件（DUT）本身的特征。在所述去嵌入(de－embedding)方法中，采用一去嵌入的测试结构，根据所述去嵌入的测试结构的测试数据得到待测器件（DUT）本身的测试结果。

请参考图1，其为现有技术的去嵌入的测试结构的结构示意图。如图1所示，现有的去嵌入的测试结构10包括三个相互独立的测试子结构，分别是未去嵌的整体结构Total、用以消除测试焊垫所引起的寄生效应的开路结构Open和用以消除导线所引起的寄生效应的短路结构Short，其中，所述整体结构Total包括一待测器件DUT，所述开路结构Open和短路结构Short均在所述整体结构Total的基础上去除了所述待测器件DUT，三个测试子结构均包含依次排列的第一对接地焊垫、第一对信号焊垫和第二对接地焊垫，所述待测器件DUT的包括一个接地端和两个信号端，所述接地端通过两条第一导线（10a或10a’）分别与第一对接地焊垫连接，所述两个信号端分别通过两条第二导线（10c或10c’）与第一对信号焊垫连接，所述开路结构Open的信号焊垫与接地焊垫之间都是断开的，而短路结构Short中的第一对信号焊垫与第一对接地焊垫通过导线直接相连。

利用所述去嵌入的测试结构10进行去嵌，得到待测器件DUT本身的测试结果。去嵌的主要过程如下：首先，通过外围的测试设备分别对所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short进行测试得到以散射参数（S）参数表征的测试数据，所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short的测得的散射参数值分别是S_total、S_open和S_short；接着，进行去嵌计算得到去嵌后的测试数据，即待测器件DUT本身的测试结果。

去嵌计算包括以下步骤：

S_total→Y_total，S_open→Y_open，Y_demopen=Y_total－Y_open，Y_demopen→Z_demopen；

S_short→Y_short，Y_sht=Y_short－Y_open，Y_sht→Z_sht，

Z_dut=Z_demopen－Z_sht；

其中，“→”表示参数转换，Y_total为S_total的导纳参数值，Y_open为S_open的导纳参数值，Y_short为S_short的导纳参数值，Z_demopen为Y_demopen的阻抗参数值，Z_demshort为Y_demshort的阻抗参数值。

完成去嵌后，所述待测器件DUT的测试结果显示为阻抗参数值Z_dut，根据实际需要可以将所述阻抗参数值Z_dut继续转换为散射参数值S_dut，即Z_du→S_dut。

然而，现有的去嵌入的测试结构10存在高估寄生效应的问题。如图1所示，短路结构Short中的第三导线（10b或10b’）明显要比整体结构Total中的第一导线（10a或10a’）长，而导线引起的寄生效应通常与所述导线的长度成正比，因此利用现有的去嵌入方法对整体结构Total进行去嵌时，所述整体结构Total中的导线引起的寄生效应被高估了，造成过度去嵌。因此，如何解决现有的去嵌入方法存在高估寄生效应的问题，已经成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去嵌入的测试方法，以解决现有的去嵌入的测试结构存在高估寄生效应的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种去嵌入的测试方法。所述去嵌入的测试方法包括：

提供一去嵌入的测试结构，所述去嵌入的测试结构包括相互独立的整体结构、开路结构和短路结构，所述整体结构具有一待测器件，所述开路结构和短路结构均在所述整体结构的基础上去除了所述待测器件；

分别测试所述整体结构、开路结构和短路结构，得到所述整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值；

分别测量所述整体结构和短路结构中的导线长度；

根据测得的导线长度和所述整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值进行去嵌计算，得到所述待测器件本身的测试结果。

优选的，在所述的去嵌入的测试方法中，所述整体结构、开路结构和短路结构均包含依次排列的第一对接地焊垫、第一对信号焊垫和第二对接地焊垫；

所述整体结构的待测器件具有一接地端和两个信号端，所述接地端分别通过两条第一导线与所述整体结构的第一对接地焊垫连接，所述两个信号端分别通过两条第二导线与所述整体结构的第一对信号焊垫连接；

所述短路结构的第一对接地焊垫分别与两条第三导线连接，所述短路结构的第一对信号焊垫分别与两条第四导线连接，两条第三导线分别与两条第四导线连接。

优选的，在所述的去嵌入的测试方法中，分别测量所述整体结构和短路结构中的导线长度的方法包括：

测量所述整体结构的第一对接地焊垫所连接的第一导线的长度；

测量所述整体结构的第一对信号焊垫所连接的第二导线的长度；

测量所述短路结构的第一对接地焊垫所连接的第三导线的长度；

测量所述短路结构的第一对信号焊垫所连接的第四导线的长度。

优选的，在所述的去嵌入的测试方法中，所述去嵌计算包括以下步骤：

步骤一：分别将所述整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值转化为所述整体结构、开路结构和短路结构的导纳参数值;

步骤二：将所述整体结构的导纳参数值减去所述开路结构的导纳参数值，得到所述整体结构利用所述开路结构去嵌后的导纳参数值，将所述整体结构利用所述开路结构去嵌后的导纳参数值转化为所述整体结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值；将所述短路结构的导纳参数值减去所述开路结构的导纳参数值，得到所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的导纳参数值，将所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的导纳参数值转化为所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值；

步骤三：根据测得的导线长度和所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值计算短路仿真结构的阻抗参数值；

步骤四：将所述整体结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值减去所述短路仿真结构的阻抗参数值，得到所述待测器件的阻抗参数值。

优选的，在所述的去嵌入的测试方法中，步骤三中所述短路仿真结构的阻抗参数值的4个分量分别是第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22，所述第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22的计算公式分别为：

Z_sht.11=（Z_demshort.11－Z_demshort.12）×（C÷D）＋Z_demshort.12×（A÷B）；

Z_sht.12=Z_demshort.12×（A÷B）；

Z_sht.21=Z_demshort.21×（A÷B）；

Z_sht.22=（Z_demshort.22－Z_demshort.21）×（C÷D）＋Z_demshort.12×（A÷B）。

其中，所述Z_demshort为所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值，A为所述整体结构的第一对接地焊垫所连接的第一导线的长度；C为所述整体结构的第一对信号焊垫所连接的第二导线的长度；B为所述短路结构的第一对接地焊垫所连接的第三导线的长度；D为所述短路结构的第一对信号焊垫所连接的第四导线的长度。

综上所述，本发明去嵌入的测试方法中，通过分别测量完整结构和短路结构中的导线长度，根据导线长度的测量结果去除了所述短路结构中较所述完整结构多出的导线长度，因此去嵌计算能够得到更加精确地测试结果。

附图说明

图1是现有技术的去嵌入的测试结构的结构示意图；

图2是本发明实施例的去嵌入的测试方法的流程图；

图3是本发明实施例的短路仿真结构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的去嵌入的测试方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2，其为本发明实施例的去嵌入的测试方法的流程图。如图2所示，所述去嵌入的测试方法包括：

S10：提供一去嵌入的测试结构，所述去嵌入的测试结构包括相互独立的整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short，所述整体结构Total具有一待测器件DUT，所述开路结构Open和短路结构Short均在所述整体结构Total的基础上去除了所述待测器件DUT；

S11：分别测试所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short，得到所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short的散射参数值S_total、S_open和S_short；

S12：分别测量所述整体结构Total和短路结构Short中各条导线的长度；

S13：根据测得的导线长度和散射参数值（S_total、S_open和S_short）进行去嵌计算，得到所述待测器件DUT本身的测试结果。

具体的，首先，提供一去嵌入的测试结构，所述去嵌入的测试结构可以采用现有的去嵌入的测试结构10。如图1所示，所述去嵌入的测试结构10包括三个相互独立的整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short，所述整体结构Total包括一待测器件DUT，所述开路结构Open和短路结构Short均在所述整体结构Total的基础上去除了所述待测器件DUT，所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short均设置有依次排列的三对测试焊垫，分别是与地（Ground）连接的第一对接地焊垫、与信号（Signal）连接的第一对信号焊垫和与地（Ground）连接的第二对接地焊垫。

在所述整体结构Total中，所述待测器件DUT包括一个接地端和两个信号端，所述接地端通过两条长度和宽度均相等的第一导线（10a和10a’）分别与第一对接地焊垫（G1和G2）连接，所述两个信号端分别通过两条长度和宽度均相等的第二导线（10c和10c’）与第一对信号焊垫（G3和G4）连接。

在所述开路结构Open中，第一对信号焊垫（G9和G10）之间的导线是断开的，形成断路。

在所述短路结构Short中，第一对信号焊垫（G13和G14）分别与两条长度和宽度均相等的第三导线（10b和10b’）连接，第一对信号焊垫（G15和G16）分别与两条长度和宽度均相等的第四导线（10d和10d’）连接，第三导线（10b和10b’）分别与第四导线（10d和10d’）相连。由此，所述第一对信号焊垫（G15和G16）与第一对信号焊垫（G13和G14）通过导线直接相连，形成短路。

接着，通过外部的测试设备分别对所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short进行测试，得到所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short的散射参数值S_total、S_open和S_short。

之后，分别测量所述整体结构Total和短路结构Short中各条导线的长度，包括：测量所述整体结构Total的第一对接地焊垫所连接的第一导线（10a或10a’）的长度A；测量所述整体结构Total的第一对信号焊垫所连接的第二导线（10c或10c’）的长度C；测量所述短路结构Short的第一对接地焊垫所连接的第三导线（10b或10b’）的长度B；测量所述短路结构Short的第一对信号焊垫所连接的第四导线（10d或10d’）的长度D。

然后，根据测得的导线长度和散射参数值（S_total、S_open和S_short）进行去嵌计算，得到所述待测器件DUT本身的测试结果。

去嵌计算的具体过程包括以下步骤：

步骤一：分别将所述所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short的散射参数值（S_total、S_open和S_short）转化为所述所述整体结构Total、开路结构Open和短路结构Short的导纳参数值（Y_total、Y_open和Y_short），即S_total→Y_total，S_open→Y_open，S_short→Y_short，其中“→”表示参数转换；

步骤二：将所述整体结构Total的导纳参数值（Y_total）减去所述开路结构Open的导纳参数值（Y_open），得到所述整体结构Total利用所述开路结构Open去嵌后的导纳参数值（Y_topen），即Y_topen=Y_total－Y_open，之后将所述整体结构Total利用所述开路结构Open去嵌后的导纳参数值（Y_topen）转化为所述整体结构Total利用所述开路结构Open去嵌后的阻抗参数值（Z_topen），即Y_topen→Z_topen；

将所述短路结构Short的导纳参数值（Y_short）减去所述开路结构Open的导纳参数值（Y_open），得到所述短路结构Short利用所述开路结构Open去嵌后的导纳参数值（Y_demshort），即Y_demshort=Y_short－Y_open，之后将所述短路结构Short利用所述开路结构Open去嵌后的导纳参数值（Y_demshort），转化为所述短路结构Short利用所述开路结构Open去嵌后的阻抗参数值（Z_demshort），即Y_demshort→Z_demshort；

步骤三：根据测得的导线长度和所述短路结构Short利用所述开路结构Open去嵌后的阻抗参数值（Z_demshort）计算短路仿真结构Dummy Short的阻抗参数值（Z_sht）；

步骤四：将所述整体结构Total利用所述开路结构Open去嵌后的阻抗参数值（Z_topen）减去所述短路仿真结构Dummy Short的阻抗参数值（Z_sht），得到所述待测器件DUT的阻抗参数值（Z_dut），即Z_dut=Z_topen－Z_sht。

其中，步骤三所述的短路仿真结构Dummy Short的阻抗参数值（Z_sht）的4个分量分别是第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22，所述第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22的计算公式分别为：

Z_sht.12=Z_demshort.12×（A÷B）；

Z_sht.21=Z_demshort.21×（A÷B）；

Z_sht.22=（Z_demshort.22－Z_demshort.21）×（C÷D）＋Z_demshort.12×（A÷B）；

其中，A为所述整体结构Total的第一对接地焊垫（G1或G2）所连接的第一导线（10a或10a’）的长度，C为所述整体结构Total的第一对信号焊垫（G3或G4）所连接的第二导线（10b或10b’）的长度，B为所述短路结构Short的第一对接地焊垫（G13或G14）连接的第三导线（10c或10c’）的长度，D为所述短路结构Short的第一对信号焊垫（G15或G16）所连接的第四导线（10d或10d’）的长度。

所述短路仿真结构Dummy Short与短路结构Short的唯一区别在于：与第一对接地焊垫连接的导线长度缩短了，缩短的长度L等于C与A的差值。请参考图3，其为本发明实施例的短路仿真结构的结构示意图。如图3所示，在所述短路仿真结构Dummy Short中，与第一对接地焊垫连接的导线长度E与整体结构Total中与第一对接地焊垫连接的导线长度A相等。

一般而言，长度C等于长度D。当长度C等于长度D时，所述第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22的计算公式可以分别表示为：

Z_sht.11=Z_demshort.11－Z_demshort.12＋Z_demshort.12×（A÷B）；

Z_sht.12=Z_demshort.12×（A÷B）；

Z_sht.21=Z_demshort.21×（A÷B）；

Z_sht.22=Z_demshort.22－Z_demshort.21＋Z_demshort.12×（A÷B）。

最后，利用公式Z_dut=Z_demopen－Z_sht得到所述待测器件DUT本身的测试结果，完成去嵌。

将本发明实施例的去嵌入的测试方法进行去嵌之后的测试结果与和软件仿真数据进行对照，结果是一致的。可见，所述去嵌入的测试方法能够精确地去除与所述待测器件DUT连接的导线（leads）和测试焊垫（test pads）所引起的寄生效应（parasitics）。

综上，在本发明实施例提供的去嵌入的测试方法中，通过分别测量完整结构和短路结构中与接地焊垫和信号焊垫所连接的导线长度，根据所述导线长度的测量结果引入一短路仿真结构，所述短路仿真结构中的导线长度与所述完整结构中的导线长度一致，因此在去嵌计算之后能够得到更加精确地测试结果。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种去嵌入的测试方法，其特征在于，包括：

分别测量所述整体结构和短路结构中的导线长度；

根据测得的导线长度和所述整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值进行去嵌计算，得到所述待测器件本身的测试结果；

其中，所述去嵌计算包括以下步骤：

步骤一：分别将所述整体结构、开路结构和短路结构的散射参数值转化为所述整体结构、开路结构和短路结构的导纳参数值；

步骤三：根据测得的导线长度和所述短路结构利用所述开路结构去嵌后的阻抗参数值计算短路仿真结构的阻抗参数值；以及

2.如权利要求1所述的去嵌入的测试方法，其特征在于，所述整体结构、开路结构和短路结构均包含依次排列的第一对接地焊垫、第一对信号焊垫和第二对接地焊垫；

3.如权利要求2所述的去嵌入的测试方法，其特征在于，分别测量所述整体结构和短路结构中的导线长度的方法包括：

4.如权利要求1所述的去嵌入的测试方法，其特征在于，步骤三中所述短路仿真结构的阻抗参数值的4个分量分别是第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22，所述第一分量Z_sht.11、第二分量Z_sht.12、第三分量Z_sht.21和第四分量Z_sht.22的计算公式分别为：

Z_sht.11＝(Z_demshort.11－Z_demshort.12)×(C÷D)+Z_demshort.12×(A÷B)；

Z_sht.12＝Z_demshort.12×(A÷B)；

Z_sht.21＝Z_demshort.21×(A÷B)；

Z_sht.22＝(Z_demshort.22－Z_demshort.21)×(C÷D)+Z_demshort.12×(A÷B)；