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1、第7期硅基射频螺旋电感的在片测试和剥离方法·111·更多电子资料请登录赛微电子网www.srvee.com硅基射频螺旋电感的在片测试和剥离方法*石新明唐祯安邹娟(大连理工大学电信学院电子系,大连116023)摘要:使用无锡上华0.5mm(DPTM)标准CMOS工艺制备了螺旋电感芯片,利用矢量网络分析仪和探针台搭建了硅基螺旋电感测试装置,对该硅基螺旋电感进行了测试。采用两种去除电路寄生参数的剥离方法,分析了高频条件下各种测试寄生参量的影响。建立了基于0.5mm(DPTM)标准CMOS工艺在片螺旋电感的寄生参量单p等效电路模型,详细列出了在片螺旋电感测试和寄生参数的剥离步骤,测试结果在0.1~8
2、.5GHz范围内与三维电磁场(HFSS)仿真结果有很好的一致性,验证了此方法在片上螺旋电感测试中的有效可行性。关键词:在片螺旋电感；电路模型；在片测试法；剥离中图分类号:TN3 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:140.4030Measurementandde-embeddingofon-chipspiralinductorsonSisubstratesShiXinmingTangZhen’anZouJuan(TheElectronicalDepartmentofDalianUniversityofTechnology,Dalian116023)Abstract:Thespira
3、linductorismadebytheCSMC0.5mmDPTMstandardCMOStechnologyandmeasuredbyvectornetworkanalyzerandprobeplatform.PutthemeasurementsusedinRFandMWintotheon-chipspiralinductors.Analyzedtheeffectofparasiticalparameterforthemeasurementathighfrequencyandmeasuredtheon-chipspiralinductorsbythat.Parasiticalparamet
4、erscircuitmodelsforthemeasurementofon-chipspiralinductorsbystandard0.5mm(DPTM)CMOStechnologyisalsodeveloped.Themethodsofmeasurementsandparasiticalparametersofde-embeddingarediscussedclearly.Accordingtotheresults,themeasurementsshowexcellentagreementwiththeresultsoftheelectromagneticsolver(HFSS)over
5、afrequencyfrom0.1GHzto8.5GHz,soit’sagoodmeasurementathighfrequency.Keywords:on-chipinductor;circuitmodel;onwafermeasurement;de-embedding第7期硅基射频螺旋电感的在片测试和剥离方法·111·1引言硅基片上螺旋电感是构成放大器、混频器、振荡器等RF电路中的关键元件,其在高频条件下的精确测试是硅基射频电路设计的前提。片上螺旋电感量值一般都是nH数量级,为了进行在片精确测试,消除螺旋电感所带来寄生参量的影响,采用了Agilent-(E5071C)0.1~8.5GHz
6、矢量网络分析仪和探针台搭建测试装置,进行了硅基螺旋电感的在片测试,详细分析了各种高频测试寄生参量的影响,建立了硅基在片螺旋电感测试结构单p寄生参量等效电路模型。为精确测试在片螺旋电感性能参数,消除器件间的串扰和高频条件下同轴线、仪器、探针和电感结构等带来的寄生参量影响,电感设计采用GSG(ground-signal-ground)共面波导结构来降低串扰影响,第7期硅基射频螺旋电感的在片测试和剥离方法·111·将射频电路与微波电路系统中去除电路寄生参量效应的2种剥离方法应用到了在片螺旋电感测试中,详细列出了利用这2种不同的剥离方法进行了螺旋电感的在片测试的具体步骤,并将这两种方法的测试结果与三
7、维电磁场仿真软件(HFSS)建模仿真结果相比具有很好的一致性,验证了这两种剥离方法的有效可行性。2在片测试螺旋电感芯片制备使用无锡上华0.5mm(DPTM)标准CMOS工艺流片,其芯片结构在光学显微镜下的照片如下图1所示[3]。为了尽量减小线圈间的耦合、使测试结果便于分析,设计其几何尺寸为线宽W=30mm,线间距S=10mm,内径长度为Din=100mm,线圈匝数N=3.5。电感测试焊盘的布局[7],首先要根
