Aktive Probe für On-Wafer SiGe HBT-Charakterisierung bis 750 GHz (APSiCa)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dirk Plettemeier; Professor Dr.-Ing. Michael Schröter
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409756603

Das Projekt APSiCa hat die Entwicklung von aktiven mm-Wellen Probes fuer den Frequenzbereich von 220 bis 750 GHz zum Ziel. Diese Probes werden u.a. fuer die Charakterisierung, Modellierung und Verifizierung der entwickelten Modelle von HBTs eingesetzt. Im Gegensatz zu den derzeit verwendeten on-wafer Probes nutzt die vorgeschlagene Loesung eine neuartige Kontaktierung. Zudem werden die noetigen Frequenzumsetzer (alternativ Reflektometer), welche mit hohen Kosten verbunden sind und als grosse, externe Geraete einen komplexen Messaufbau nach sich ziehen, direkt in die vorgeschlagenen Messkoepfe integriert. Der spezielle Aufbau ermoeglicht eine kompakte Kontaktierung der Strukturen auf dem Wafer ohne ein Uebersprechen der Ports zueinander. Durch die Anordnung der Messspitzen wird eine hoehere Platzier- und Wiederholgenauigkeit bei on-wafer-Messungen als bei derzeitigen on- wafer Probes gewaehrleistet. Durch die Integration der Frequenzumsetzer direkt in den Messkopf entfallen umstaendliche Aufbauten oder Messgeraete (bspw. externe Frequenzumsetzer), sodass ein Netzwerkanalysator direkt an den Messkopf angeschlossen werden kann. Im Falle der integrierten Reflektometer entfaellt zusaetzlich sogar der kostenintensive Netzwerkanalysator, da nur noch eine relativ einfache Elektronik zur Auswertung benoetigt wird. Parallel zur Entwicklung der vorgeschlagenen Messkoepfe sollen bestehende kompakte Transistormodelle zu hohen Frequenzen hin erweitert werden. Die derzeit verwendeten Transistormodelle fuer den Einsatz bei hohen Frequenzen werden aus niederfrequenten Messdaten abgeleitet und sind derzeit in der Regel nicht fuer Frequenzen ueber 110GHz verifiziert. Die zu hohen Frequenzen erweiterten Modelle koennen dann mithilfe der vorgeschlagenen Messkoepfe evaluiert werden. Fuer niedrige Frequenzbereiche, in denen die derzeitig genutzten Probes zur Verfuegung stehen, koennen zudem Messungen mit beiden Loesungen vorgenommen werden. Hierueber werden dann Performanceabschaetzungen und Vergleiche zu den derzeit verwendeten Probes moeglich. Da die Modellierung parallel zur Entwicklung der Messkoepfe stattfindet, koennen die von den Foundries gelieferten Modelle fuer die zur kompletten Integration notwendigen Bauelemente gleichzeitig evaluiert und noetigenfalls fuer hohe Frequenzen korrigiert oder erweitert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Präzisionsplatzierer mit Splitoptik
• Gerätegruppe: 8720 Elektronische und pneumatische Längenmeßgeräte, Wegaufnehmer und Anzeigegeräte