Berührungslose Kontaktierung | Non-Contacting Probe Stations

Bei kurzen Millimeterwellen, etwa im Frequenzbereich von 300 bis 1200GHz, ist das Kontaktieren von Halbleiterbauelementen mit traditionellen HF-Probes zunehmend schwierig und führt in vielen Fällen zu kaum mehr reproduzierbaren Messergebnissen. Bei solch hohen Frequenzen ist es zur Aufrechterhaltung der Mono-Modigkeit erforderlich, die Padstrukturen sehr klein zu halten. Auf diesen müssen die HF-Probes, hier meist mit GSG-Spitzen ausgeführt, einen elektrisch leitenden Kontakt mit der Pad-Metallisierung herstellen. Schon geringfügige Abweichungen der Position oder des Anpressdrucks der Probes führen dabei oft zu deutlichen Abweichungen der Messergebnisse.

Hinzu kommt, dass für Messungen mit Netz­werk­analysatoren vorher eine Kalibration auf einem Kalibriersubstrat durchzuführen ist. Dies ist eine signifikante Fehlerquelle, die sich auf die Messgenauigkeit insgesamt überträgt. Ein weiteres Problem ist die rasche Abnutzung der Prüfspitzen und der Pads von Prüfling und Kalibriersubstrat durch mehrfaches Kontaktieren. Diese entsteht beim sogenannten Slide-In, bei dem die Kratzspuren der Prüfspitzen dem Experimentator anzeigen, ob bereits ein berührender Kontakt entstanden ist. Schwierig ist es daher auch, etwa einen „Golden Devices“ zur Verifikation des Messaufbaus lange am Leben zu erhalten.

 

Mit der berührungslosen Probe-Station unseres Partners TERAPROBES können Sie all diese Probleme umgehen und erreichen sowohl für die Kalibration als auch die Messung eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Hierzu erhält der Halbleiterbaustein an seinem HF-Eingang und -Ausgang lithografisch hergestellte Kopplungsantennen. Über diesen Antennen wird gebündelte, quasioptische mm-Wellen-Strahlung justiert. Dabei kommen mm-Wellen-Module, Antennen zur Umwandlung in einen bidirektionalen quasioptischen Strahl und fokussierende Umlenkspiegel zum Einsatz.  Unkritische Gleichstromanschlüsse werden wie bisher mit DC-Nadeln kontaktiert. Vorzugsweise werden zusammen mit den Antennen des Prüflings identische Kalibrier­strukturen gleich mit auf dem Wafer hergestellt.

Gerne bieten wir Ihnen unseren individuellen Beratungsservice zur Realisierung der Antennen­strukturen an und erarbeiten einen Vorschlag bezüglich der erforderlichen Messgeräte, wobei wir ggf. auch die Einbindung Ihrer vorhandenen Geräte, gleich welcher Hersteller, prüfen.

In der Summe bietet Ihnen TERAPROBES maximale Sicherheit, Zeit- und Kostenersparnis durch hochgenaue, reproduzierbare Messungen unter Ausschluss von Verschleiß, da im HF-Pfad berührungslos.

Automatische berührungslose (Non-Contacting) mmWellen Probe Station von TERAPROBES Inc.
Automatische berührungslose (Non-Contacting) mmWellen Probe Station von TERAPROBES Inc.
mmWellen-Module mit Antennen und quasioptischen Umlenkspiegeln

Folgende Probe Station Lösungen sind verfügbar oder geplant:

Verfügbarkeit und Ausbaustufe

Verfügbar: Manuelle Probe Station

In Planung und Entwicklung: Automatische Probe Station

Produktbezeichnung

TP-100-M8025

TP-100-A8025

Mechanik

Ankopplung wird mit Hilfe feiner Mikromanipulatoren,
manuell justiert

die Ankopplung erfolgt automatisch mit Schrittmotoren und SW zur Steuerung

Frequenzbereich

50GHz–1,2THz
(limitiert durch die derzeit verfügbaren VNA-Module, die quasioptischen Komponenten müssen ggf. an das Meßfrequenzband angepasst werden)

50GHz–1,2THz
(limitiert durch die derzeit verfügbaren VNA-Module, die quasioptischen Komponenten müssen ggf. an das Meßfrequenzband angepasst werden)

Wiederholbarkeit der Phasenabweichung

Ca. 0,6-0,7° typisch bei 625GHz

Werte derzeit noch nicht verfügbar

Wiederholbarkeit der Amplitudenabweichung

Ca. 0,74% typisch bei 625GHz

Werte derzeit noch nicht verfügbar

Dynamikbereich

> 80dB txpisch
(mit TxRx WR2.2 und WR1.5 VNA-Modulen von Virginia Diodes; abhängig von der Güte der Kalibration und der IF-Messbandbreite)

Ziel: >80dB
(mit TxRx WR2.2 und WR1.5 VNA-Modulen von Virginia Diodes; abhängig von der Güte der Kalibration und der IF-Messbandbreite ab)

 

Hier bekommen Sie einen schnellen visuellen Eindruck: