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专利名称：射频电路中电感的短路测试装置及短路测试方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件的测试装置和方法，特别涉及一种射频电路中电感的短路测试装置及短路测试方法。
背景技术：
目前，电感已经成为诸如压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)、 低噪声放大器(Low-Noise Amplifier, LAN)和混频器(Mixer)等射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit, RFIC)中的重要组成器件，电感越来越受到人们的重视。 电感包括螺旋电感和差分电感。当采用半导体器件制程技术制作完电感后，就需要对电感进行测试，方式为采用引线和测试衬垫构建测试装置，通过测试装置中的引线将所制成的电感电连接到测试衬垫上，测量得到电感的电特性参数。由于测试装置中的测试衬垫及电连接电感的引线会产生寄生电阻、寄生电容和寄生电感，会影响测试电感性能的准确性，所以需要再对测试装置进行开路和短路测试，得到引起误差的电特性参数后，采用得到的电感的电特性参数去除引起误差的电特性参数，得到准确的电感的电特性参数。以下采用螺旋电感举例说明如何得到准确的电感的电特性参数，差分电感只是在形状上和螺旋电感不同，但是测试得到准确的电感的电特性参数过程相似。

图1为现有的测试装置示意图，该测试装置一般在所制作电感的同一金属层上， 称为顶部金属层，为了描述方便，在图中画出了螺旋电感。螺旋电感113由金属线在顶部金属层从外向内缠绕而成。螺旋电感113的外端接测试装置的第一引线111，内端连接测试装置的第二引线112。由于在同一金属层上内端和测试装置的第二引线112之间存在螺旋电感113的金属线，所以在连接时可以先将内端通过通孔引入到其他金属层，比如比顶部金属层次低一层的金属层后，延伸跨过螺旋电感113 的金属线后，再通过通孔连接回到顶部金属层，与测试装置的第二引线112连接。在图1中，测试装置包括第一金属连线区本体101，包括带状且两端分别向一侧延伸的第一本体、位于第一本体中部的第一接地金属103、及分别位于第一本体的两端延伸部的两个第一金属测试衬垫 105、106 ；第二金属连线区本体102，与第一金属连线区本体101结构对称，包括第二本体、 第二接地金属104、及两个第二金属测试衬垫107、108 ；分别位于在第一金属测试衬垫105、106和第二金属测试衬垫107、108之间的两个对称的第三金属测试衬垫109、110 ；两个对称的第三金属测试衬垫109、110分别通过第一引线111和第二引线112与螺旋电感113相连接。在图1中，为了避免电流流过第一金属连线区本体101或第二金属连线区本体102 的直角时的损耗，在第一、第二本体和两端延伸部连接处形成直角倒角，第一接地金属103 的宽度与第一金属连线区本体101的宽度相同或略小于，第二接地金属104的宽度与第二金属连线区本体102的宽度相同或略小于。第一金属测试衬垫105、106，及第二金属测试衬垫107、108的宽度与第一金属连线区本体101及第二金属连线区本体102的延伸部的宽度相同，且一侧与第一金属连线区本体101及第二金属连线区本体102的延伸部的一侧平齐。第一接地金属103和第二接地金属104分别通过通孔与下方的顶部金属层上相同区域的接地金属相连，直到半导体器件最下方的有源区。第一金属测试衬垫，第二金属测试衬垫和第三金属测试衬垫也依次和比顶部金属层次低一层的金属层上相同区域的金属测试衬垫相连，直到半导体器件的第一金属层。在进行螺旋电感的电特性参数测试时，得到准确的电特性参数的过程的具体步骤为步骤101、按照图1的结构，测量螺旋电感的电特性参数，该电特性参数为器件散
射参数矩阵S—t。tal。本步骤中，先把图1中第一接地金属103，第二接地金属104，第一金属测试衬垫 105、106，第二金属测试衬垫107、108接地，再在第三金属测试衬垫109、110上加载测试信号，测量得到螺旋电感113的器件散射参数矩阵S—t。tal。本步骤中，St。tal 是用 Cascade 半自动探针台 6emi-auto Probe Mation)和 Agilent微波网络矢量分析仪(PNA)测量得到。本步骤中，散射参数矩阵S的形式是。步骤102、对测试装置进行开路测试，得到开路的第三金属测试衬垫、第一引线和第二引线的寄生电容参数，即开路引线的散射参数矩阵S。pm。本步骤中，采用如图2所示的开路测试装置进行测量，该开路测试装置去除了螺旋电感113，其余的与图1相同。测量时，先把第一接地金属103、第二接地金属104，第一金属测试衬垫105、106，第二金属测试衬垫107、108，再在第三金属测试衬垫109、110上加载测试信号，测量得到开路引线时第三金属测试衬垫109、110，第一引线111和第二引线112 的寄生电容参数和寄生电阻参数。 本步骤中，S open是用SPS和PNA测量得到。步骤103、根据步骤101和步骤102分别得到的电特性参数，去除第三金属测试衬垫、第一引线和第二引线产生的寄生电容参数。本步骤中，先把步骤101和步骤102得到的S t。tal和S。pen分别转换成对应的导纳矩阵Y—t。tal和Y—。_(转换过程为现有技术，这里不再赘述)。再用Y—t。tal减去Y—。pm，得到的 Y—。d就是去除了第三金属测试衬垫和第一、第二引线产生的寄生电容参数的导纳矩阵
权利要求
1.一种射频电路中电感的短路测试装置，包括第一金属连线区本体，包括第一本体、位于第一本体一侧中部的第一接地金属、及分别位于第一本体另一侧两端的两个第一金属测试衬垫；第二金属连线区本体，与第一金属连线区本体结构对称，包括第二本体、第二接地金属、及两个第二金属测试衬垫；分别位于第一金属测试衬垫和第二金属测试衬垫之间的两个第三金属测试衬垫；连接结构，对称连接第一金属连线区本体和第二金属连线区本体；两个第三金属测试衬垫和连接结构之间分别通过两条引线相连接；所述连接结构的长度和宽度使得连接结构的短路寄生电阻和短路寄生电感小于影响测试电感准确性的电特性参数值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一金属连线区本体或第二金属连线区本体的长度范围分别为267. 5微米到四7. 5微米。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述连接结构的中间宽度为引线之间的宽度，且逐渐扩展朝向第一本体及第二本体的宽度。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扩展朝向第一本体及第二本体的宽度为60微米到100微米。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述逐渐扩展朝向第一本体及第二本体的宽度为采用斜边扩展，从中间的宽度逐渐扩展到朝向第一本体及第二本体的宽度，斜边的夹角范围为30度到45度。
6.一种利用权利要求1的测试装置的射频电路中电感的短路测试方法，该方法包括将第一接地金属、第二接地金属、第一金属测试衬垫和第二金属衬垫接地；在第三金属测试衬垫上加载测试信号，测量测试装置的短路电特性参数。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述短路特性参数为短路寄生电阻值和短路寄生电感值。
全文摘要
一种射频电路中电感的短路测试装置及短路测试方法第一金属连线区本体包括第一本体、位于第一本体一侧中部的第一接地金属、及分别位于第一本体另一侧两端的两个第一金属测试衬垫；第二金属连线区本体与第一金属连线区本体结构对称，包括第二本体、第二接地金属、及两个第二金属测试衬垫；分别位于第一金属测试衬垫和第二金属测试衬垫之间的两个第三金属测试衬垫；连接结构对称连接第一金属连线区本体和第二金属连线区本体；两个第三金属测试衬垫和连接结构之间分别通过两条引线相连接；连接结构的长度和宽度使得连接结构的短路寄生电阻和短路寄生电感小于影响测试电感准确性的电特性参数值。本发明精确的测量测试装置的短路寄生电阻值和短路寄生电感值。
文档编号G01R31/02GK102156235SQ20101011079
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者何丹 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司