硅技术生产高性能模拟电路
发布时间:2020/5/26 23:26:28 访问次数:1095
UDQ7184R压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。
RF测试的应用无论你是利用III-V簇晶圆生产用于手机配件的RF芯片,还是利用硅技术生产高性能模拟电路,在研发和生产中预测最终产品的性能和可靠性,都需要晶圆级RF散射参数(s)的测量。这些测试对DC数据是重要的补充,相对于单纯的DC测试,它用更少的测试却能提供明显更多的信息。实际上,一个两通道的s参数扫描能同时提取阻抗和电容参数,而采用常规DC方法,则需要分开测试,甚至需要单独的结构以分离工艺控制需要的信息。标准I-V/C-V测试面临的挑战产品研发阶段的设计工程师采用的仿真模型,包括从s参数数据提取的RF参数和I-V/C-V数据。先进的设计工具要求的是统计模型,不是单个的一套参数。这使得良率和功能特性的最优化成为可能。如果I-V和C-V参数基于统计结果,而RF不是的话,那么这个模型就是非物理的和不可靠的。在有些情况下,比如电感、I-V和C-V信息的价值都非常有限。但是,Q在使用的频率之下,作为电感表征和控制的参数,则具有很高的价值。I-V和C-V测试中面临的挑战是要理解,什么时候它是产品特性的主要表征,什么时候不是。许多模拟和无线器件特性的只要表征参数是Ft和Fmax。理想的情况下,在第3谐波以外的使用情况下,它们是需要测量并提取出来的RF参数。对于数字和存储器产品,只要器件的模型保持简化,那么I-V和C-V对于有源和无源器件来说都是很有价值的测量项目。前面提到的,栅介质的测量具有复杂的C-V模型。采用RF/RFC-V的顾虑不可靠的测试会阻碍生产管理。好器件的坏测量结果被称为alpha错误。在生产中,这可能意味着有晶圆被误废弃。让人误解的ITRS信息,以及许多公司在他们的建模实验室经历缓慢、艰苦的过程,这些结合起来都使得工程师不情愿采用量产RF测试,他们认为会有高的alpha错误率。人们还认识到生产能力和运营成本将是不可接受的,而且还需要高水准的技术支持来解释测量结果。没有可靠的校准、以及接触电阻问题所带来的重复测试,造成了早期的RF系统的低生产能力。过去旧系统的校准并不是对不同的测量频率配置都有效。高的运营成本还与手动测试黄金标准校正片有关系,它用的是软垫和昂贵的RF探针,这种探针会由于过度压划而很快坏掉,从而成本大增。市场上还有一种错误的理解,认为晶圆级的s参数测试需要专门的探针和卡盘。
生产中关于RF测试需要额外关注的方面:
需要改变大量的测试结构。结果不稳定,随设备、人和时间的变化而发生变化。RF专家必须照顾呵护每一台设备。对于不同的批次可能需要完全不同的处理和操作流程。怀疑这是否能够成为实时技术。实验室级别的结果不可靠。fab在这些认知的基础上仍然维持现状,像“瞎苍蝇”一样进行着RF芯片、新栅极材料和其他先进器件的设计和工艺开发。结果是设计与工艺的相互作用,大大增加了成本和走向市场的时间,同时还伴随着更低的初始良率。生产解决方案使晶圆级RF测试成为生产工艺控制工具的关键在于测试的完全自动化。这意味着机器人要把晶圆、校准标准、探针卡传送到需要这些东西的地方。换句话说,设计测试系统时一个主要的目标是没有人为干预的情况下数据的完整性。现在的第三代测试机台具有达到40GHz的这种测试能力。不像实验室的仪器,这些专门设计用于量产环境的测试机台,根据不同的应用,支持从6到65GHz的升级。要求第三代测试机台能够自动进行寄生去除处理,并根据DUT特性进行选择测试,这是获得可信的Cox,Fmax和Q值所面临的主要技术挑战。这些算法,再加上改进的互连技术,以及自动的校准过程,使得从s参数测试迅速准确地提取RF参数成为可能。精确的寄生去除处理包括纠正随机的测量假象。比如,在一个特征阻抗为50Ω的系统中,接触电阻的任何变化都会限制测量的可重复性。设备制造商必须确定RF测试中所有不稳定的起源,从而在设计测量系统时有针对性地加以消除。系统互联的创新设计改进了系统中主要部件之间连接的可重复性。设备制造商为了保证测量的可重复性,还要注意的其他方面如:测量自动化,探针接触阻抗的修正,探针变形量(overdrive)的调整,探针的清洁初始化。控制好探针的变形量以及必要时对探针进行清洗,这些都会明显延长探针的寿命,这会降低主要的耗材成本(每根RF探针价值大约$1000)。这应该也是测试机台统计过程控制的一部分。在具有稳定已知的误差分布,以及不确定性特征的条件下,来源于收集数据的史密斯曲线就不会存在非物理假象;不再需要由专家来分析和解释这些结果了。
(素材来源:ttic和eechina.如涉版权请联系删除。特别感谢)
深圳市永拓丰科技有限公司http://ytf01.51dzw.com/
UDQ7184R压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。
RF测试的应用无论你是利用III-V簇晶圆生产用于手机配件的RF芯片,还是利用硅技术生产高性能模拟电路,在研发和生产中预测最终产品的性能和可靠性,都需要晶圆级RF散射参数(s)的测量。这些测试对DC数据是重要的补充,相对于单纯的DC测试,它用更少的测试却能提供明显更多的信息。实际上,一个两通道的s参数扫描能同时提取阻抗和电容参数,而采用常规DC方法,则需要分开测试,甚至需要单独的结构以分离工艺控制需要的信息。标准I-V/C-V测试面临的挑战产品研发阶段的设计工程师采用的仿真模型,包括从s参数数据提取的RF参数和I-V/C-V数据。先进的设计工具要求的是统计模型,不是单个的一套参数。这使得良率和功能特性的最优化成为可能。如果I-V和C-V参数基于统计结果,而RF不是的话,那么这个模型就是非物理的和不可靠的。在有些情况下,比如电感、I-V和C-V信息的价值都非常有限。但是,Q在使用的频率之下,作为电感表征和控制的参数,则具有很高的价值。I-V和C-V测试中面临的挑战是要理解,什么时候它是产品特性的主要表征,什么时候不是。许多模拟和无线器件特性的只要表征参数是Ft和Fmax。理想的情况下,在第3谐波以外的使用情况下,它们是需要测量并提取出来的RF参数。对于数字和存储器产品,只要器件的模型保持简化,那么I-V和C-V对于有源和无源器件来说都是很有价值的测量项目。前面提到的,栅介质的测量具有复杂的C-V模型。采用RF/RFC-V的顾虑不可靠的测试会阻碍生产管理。好器件的坏测量结果被称为alpha错误。在生产中,这可能意味着有晶圆被误废弃。让人误解的ITRS信息,以及许多公司在他们的建模实验室经历缓慢、艰苦的过程,这些结合起来都使得工程师不情愿采用量产RF测试,他们认为会有高的alpha错误率。人们还认识到生产能力和运营成本将是不可接受的,而且还需要高水准的技术支持来解释测量结果。没有可靠的校准、以及接触电阻问题所带来的重复测试,造成了早期的RF系统的低生产能力。过去旧系统的校准并不是对不同的测量频率配置都有效。高的运营成本还与手动测试黄金标准校正片有关系,它用的是软垫和昂贵的RF探针,这种探针会由于过度压划而很快坏掉,从而成本大增。市场上还有一种错误的理解,认为晶圆级的s参数测试需要专门的探针和卡盘。
生产中关于RF测试需要额外关注的方面:
需要改变大量的测试结构。结果不稳定,随设备、人和时间的变化而发生变化。RF专家必须照顾呵护每一台设备。对于不同的批次可能需要完全不同的处理和操作流程。怀疑这是否能够成为实时技术。实验室级别的结果不可靠。fab在这些认知的基础上仍然维持现状,像“瞎苍蝇”一样进行着RF芯片、新栅极材料和其他先进器件的设计和工艺开发。结果是设计与工艺的相互作用,大大增加了成本和走向市场的时间,同时还伴随着更低的初始良率。生产解决方案使晶圆级RF测试成为生产工艺控制工具的关键在于测试的完全自动化。这意味着机器人要把晶圆、校准标准、探针卡传送到需要这些东西的地方。换句话说,设计测试系统时一个主要的目标是没有人为干预的情况下数据的完整性。现在的第三代测试机台具有达到40GHz的这种测试能力。不像实验室的仪器,这些专门设计用于量产环境的测试机台,根据不同的应用,支持从6到65GHz的升级。要求第三代测试机台能够自动进行寄生去除处理,并根据DUT特性进行选择测试,这是获得可信的Cox,Fmax和Q值所面临的主要技术挑战。这些算法,再加上改进的互连技术,以及自动的校准过程,使得从s参数测试迅速准确地提取RF参数成为可能。精确的寄生去除处理包括纠正随机的测量假象。比如,在一个特征阻抗为50Ω的系统中,接触电阻的任何变化都会限制测量的可重复性。设备制造商必须确定RF测试中所有不稳定的起源,从而在设计测量系统时有针对性地加以消除。系统互联的创新设计改进了系统中主要部件之间连接的可重复性。设备制造商为了保证测量的可重复性,还要注意的其他方面如:测量自动化,探针接触阻抗的修正,探针变形量(overdrive)的调整,探针的清洁初始化。控制好探针的变形量以及必要时对探针进行清洗,这些都会明显延长探针的寿命,这会降低主要的耗材成本(每根RF探针价值大约$1000)。这应该也是测试机台统计过程控制的一部分。在具有稳定已知的误差分布,以及不确定性特征的条件下,来源于收集数据的史密斯曲线就不会存在非物理假象;不再需要由专家来分析和解释这些结果了。
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