[发明专利]一种化合物半导体器件的去嵌入方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的测试和建模，尤其涉及射频器件技术领域中的一种化合物半导体器件的去嵌入方法，属于微电子集成电路技术领域。

背景技术

随着半导体器件物理特征尺寸的不断缩小，器件的射频工作范围逐渐增加，甚至到太赫兹领域，频率的提高意味着波长的减小，此结论用于射频电路，就是当波长可与分立的电路元件的几何尺寸相比拟时，电压和电流不再保持空间不变，必须将它们看作是传输的波，所以，寄生参数对于器件高频性能的影响越来越明显，而去嵌入就是去除半导体器件中寄生参数对半导体器件高频性能的影响，进而准确的去嵌入方法对于获得半导体器件本征性能参数十分重要。

金属导线或分立元件作为传输线处理的过渡是在波长变得越来越与电路元件的平均尺寸可比拟的过程中逐渐发生的。根据经验，当分立的电路元件平均尺寸大于波长的1/10时，应该应用传输线理论。对于化合物半导体器件的传输衬底，传输线中的波长可以用有效介电常数来表示为：

λ=cf·ϵeff]]>

对于砷化镓衬底材料来说，其介电常数值为12.9，该工艺下传输线在100GHz情况下的波长约为0.8毫米，这样1/10的波长为80μm，当在片金属连接线超过80μm时，这种频率下用集总LC元件来表征金属连接线的性能会出现明显误差，而实际上为了测试探针需要，金属焊盘的尺寸通常为100μm×100μm，金属焊盘的尺寸已经超过波长的1/10，加上金属焊盘到器件输入输出端口的金属互连线，传统的LC集总元件寄生网络明显不能精确实现去嵌效果，因此传统的开路-短路方法只能适用于频率较低的范围里，当化合物半导体射频器件的工作频率较高时，利用传统方法去嵌入已经不再适用。

另外，频率的提高也同样预示着在片测试金属结构之间的相互干扰也是不可忽视的寄生参数，这样也说明只利用传输线的方法也不能完全满足去嵌入的要求。在射频电路中，需要对衬底减薄来提高电路的性能，背孔能实现良好的接地，同时背孔引入寄生的等效电感也不可忽略。

发明内容

(一)要解决的技术问题

随着化合物半导体射频器件工作频率的提高，器件的测试和建模面临着一系列挑战，有鉴于此，本发明提供了一种化合物半导体射频器件的去嵌入方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种化合物半导体器件的去嵌入方法，包括：分析化合物半导体器件的在片测试结构，确定化合物半导体器件产生的寄生效应；以及根据产生的寄生效应，从外至内逐级去除寄生效应。

上述方案中，所述分析化合物半导体器件的在片测试结构，确定化合物半导体器件产生的寄生效应，具体包括：分析化合物半导体器件的在片测试结构，确定化合物半导体器件产生的寄生效应从外至内依次为：金属焊盘寄生效应、金属互联转换结构寄生效应、传输线寄生效应和背孔寄生效应。

上述方案中，所述根据产生的寄生效应，从外至内逐级去除寄生效应，具体包括：通过矩阵的级联关系，从外至内依次去除金属焊盘寄生效应、金属互联转换结构寄生效应、传输线寄生效应和背孔寄生效应，将参考平面去嵌到本征器件输入输出端口，从而得到化合物半导体射频器件的本征参数。

上述方案中，所述化合物半导体器件是具有射频特性的化合物半导体场效应晶体管。

上述方案中，所述金属焊盘寄生效应，是用于实现探针接触的金属焊盘产生的寄生效应，包括两个金属焊盘的前向传输线和后向开路传输线产生的寄生效应，以及金属焊盘之间的串扰电容产生的寄生效应。

上述方案中，所述金属互联转换结构寄生效应，是用于金属焊盘到传输线的平缓过度的金属互联转换结构产生的寄生效应，金属互联转换结构由集总LC等效结构构成，而金属互联转换结构之间的串扰电容被归并到其他两个串扰电容中去。

上述方案中，所述传输线寄生效应，是用于连接本征器件输出的传输线产生的寄生效应，包括两边传输线和两者之间的串扰电容产生的寄生效应。

上述方案中，所述背孔寄生效应，是用于实现共源极接地的背孔产生的寄生效应。

(三)有益效果