一种提取片上校准件寄生参数的方法技术

本发明专利技术公开了一种提取片上校准件寄生参数的方法。建立片上校准件等效模型；测量不同长度的标准传输线，提取传播常数获得特性阻抗，进而获得S参数的参考值；对片上校准件的寄生参数按照等效模型处理得到对应的S参数，再根据片上校准件的S参数利用校准模型处理获得标准传输线的S参数的实际值；再结合实际值和参考值进行处理获得构造针对片上校准件的目标函数，优化求解目标函数，获得片上校准件的寄生参数。本发明专利技术方法突破了传统提取校准件寄生参数的方式，将传输线方程与贝叶斯优化算法相结合，提取出的校准件寄生参数在宽频带内均有良好的结果。有良好的结果。有良好的结果。

【技术实现步骤摘要】
一种提取片上校准件寄生参数的方法


[0001]本专利技术属于一种晶圆检测校准件寄生参数的处理方法，尤其是涉及一种贝 叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法。

技术介绍

[0002]S参数是射频微波行业不可或缺的参数，许多器件的标准制定都需要它的参 与。随着电子信息行业的快速发展，S参数的测量精度要求也越来越高，且S 参数的测量场景变得越来越多样化。在片S参数测量，指的是用射频探针对射 频芯片等器件进行S参数测量的一种场景。在该场景下，由于射频探针的裸露， 以及测试距离很近，两侧探针会产生很大串扰；同时在高频下，校准件会产生 很大的寄生效应，综合以上两点，传统的TRL，SOLT等校准算法不再适用于该 场景。
[0003]16项误差模型考虑了两侧探针的串扰，包含了校准过程中全部的16项误差， 成为了高频在片校准的主流校准算法。该算法需要已知校准件准确的S参数值， 否则算法很难通过待测件S参数的测量值计算出待测件S参数的实际值。而得 到校准件准确的S参数值，就需要提取校准件准确的寄生参数。
[0004]目前校准件寄生参数提取的方法有多线TRL，Time
‑
gating等，但这些传统 的方法需要对校准件反复测试，且需要另外设计一套不同类型的校准件来提取 校准件的寄生参数。Time
‑
gating采用时域截取的方法，在低频内效果良好，但 是在高频范围内很难截取相应的夹具，导致其应用范围较窄。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的是针对现有提取校准件寄 生参数方法的局限性，提供一种贝叶斯优化算法提取校准件寄生参数的方法， 用于射频探针对S参数测量校准。
[0006]本专利技术实现了在宽频带内，能够一次性计算出所有校准件的寄生参数，减 少了测量次数，将优化得到的校准件寄生参数带入校准算法里，计算结果在宽 频带内有着很高的精度。
[0007]本专利技术方法分为三个总步骤，分别为建立校准件的模型，用传输线公式描 述校准件的S参数；提取标准传输线的传播常数，将未知数减少至只剩校准件 的寄生参数；构造目标函数，建立贝叶斯优化算法，使目标函数达到最小值， 最终优化结果即为校准件寄生参数。
[0008]本方明的具体技术方案是：
[0009]过程一、根据片上校准件的物理结构，建立片上校准件的等效模型；
[0010]过程二、通过测量不同长度的标准传输线，提取标准传输线的传播常数， 通过传播常数处理获得标准传输线的特性阻抗，进而根据特性阻抗获得标准传 输线的S参数的参考值；
[0011]过程三、针对片上校准件的寄生参数按照片上校准件等效模型处理得到对 应的S参数，再根据片上校准件的S参数利用校准模型处理获得标准传输线的S 参数的实际值；再结合标准传输线的S参数的实际值和标准传输线的S参数的 参考值进行处理获得构造针对片上校准件的目标，优化求解目标，一次性获得 片上校准件的寄生参数。
[0012]所述的片上校准件具体为GSG片上校准件。(GSG具体为地
‑
信号
‑
地结构， 英文全称为Ground
‑
Signal
‑
Ground)
[0013]所述过程一，具体为：所述的片上校准件是由四种基本校准件不同组合形 式构成，四种基本校准件分为负载校准件、开路校准件、短路校准件和直通校 准件，针对负载校准件、开路校准件、短路校准件和直通校准件的四种基本校 准件分别建立等效模型。其中开路校准件、短路校准件、负载校准件为集总参 数校准件。
[0014]所述的负载校准件、开路校准件、短路校准件的等效模型建立为长度已知 的标准传输线级联其寄生参数的结构，直通校准件的等效模型建立为仅长度已 知的标准传输线。
[0015]所述的四种基本校准件的等效模型具体为：
[0016]负载校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而形成共面波导的结构， 共面波导三个金属片的一端用于和一个射频探针接触连接，相邻两个共面波导 的另一端之间均通过一个薄膜元件串接，薄膜元件是由电阻和电感串联构成， 这样射频探针仅与负载校准件在共面波导未设有薄膜元件其中的一端且共面波 导的同一端接触连接；
[0017]开路校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，共 面波导三个金属片仅一端用于和一个射频探针接触连接，相邻两个金属片的另 一端不和射频探针接触连接，这样射频探针仅与开路校准件在三个金属片其中 的一端且三个金属片的同一端接触连接；
[0018]短路校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，共 面波导三个金属片的一端用于和一个射频探针接触连接，相邻两个金属片的另 一端之间通过金属片连接进行短路操作。这样射频探针仅与短路校准件在三个 金属片其中未设有电阻元件的一端且三个金属片的同一端接触连接；所述的电 阻元件具体为一个金属片。
[0019]直通校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，也 作为标准传输线的结构，共面波导三个金属片两端分别用于和两个射频探针接 触连接，这样两个射频探针仅与直通校准件在三个金属片的两端接触连接。这 样，两个射频探针分别与直通校准件的两端接触连接。
[0020]三个金属片中，两侧的金属片为接地端，中间的金属片为信号端。
[0021]开路校准件的寄生参数C
O
呈电容性，短路校准件的寄生参数L
S
呈电感性， 负载校准件的寄生参数看作一个电阻R
L
与电感L
L
串联的形式，电阻记为R
L
， 电感记为L
L
。
[0022]所述过程二，具体为：
[0023]3.1)以直通校准件的等效模型作为标准传输线，通过多线直通反射线(TRL) 的方法，对处理提取标准传输线的传播常数γ；
[0024]3.2)根据传播常数γ计算标准传输线的特性阻抗；
[0025]3.3)由计算得到的传播常数和特性阻抗处理获得长度为l的标准传输线的S 参数的参考值。
[0026]所述过程三，具体为：
[0027]4.1)将负载校准件、开路校准件、短路校准件的寄生参数组建一个寄生参 数向量x，x＝(C
O
,L
S
,R
L
,L
L
)，其中，C
O
表示开路校准件的寄生参数，L
S
表示短 路校准件的寄生参数，R
L
与L
L
分别表示负载校准件的电阻寄生参数和电感寄生 参数；
[0028]根据寄生参数向量x中的寄生参数按照片上校准件的等效模型处理得到负 载校准件、开路校准件、短路校准件的S参数，以过程二中获得的标准传输线 的S参数直接作为直通校准件的S参数；当提取到标准传输线的传播常数后即 可计算出直通校准件的S参数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提取片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：过程一、根据片上校准件的物理结构，建立片上校准件的等效模型；过程二、通过测量不同长度的标准传输线，提取标准传输线的传播常数，通过传播常数处理获得标准传输线的特性阻抗，进而根据特性阻抗获得标准传输线的S参数的参考值；过程三、针对片上校准件的寄生参数按照片上校准件等效模型处理得到对应的S参数，再根据片上校准件的S参数利用校准模型处理获得标准传输线的S参数的实际值；再结合标准传输线的S参数的实际值和标准传输线的S参数的参考值进行处理获得构造针对片上校准件的目标，优化求解目标，获得片上校准件的寄生参数。2.根据权利要求1所述的贝叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：所述过程一，具体为：所述的片上校准件是由四种基本校准件不同组合形式构成，四种基本校准件分为负载校准件、开路校准件、短路校准件和直通校准件，针对负载校准件、开路校准件、短路校准件和直通校准件的四种基本校准件分别建立等效模型。3.根据权利要求2所述的贝叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：所述的负载校准件、开路校准件、短路校准件的等效模型建立为长度已知的标准传输线级联其寄生参数的结构，直通校准件的等效模型建立为仅长度已知的标准传输线。4.根据权利要求2所述的贝叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：所述的四种基本校准件的等效模型具体为：负载校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而形成共面波导的结构，共面波导三个金属片的一端用于和一个射频探针接触连接，相邻两个共面波导的另一端之间均通过一个薄膜元件串接，薄膜元件是由电阻和电感串联构成；开路校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，共面波导三个金属片仅一端用于和一个射频探针接触连接；短路校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，共面波导三个金属片的一端用于和一个射频探针接触连接，相邻两个金属片的另一端之间通过金属片连接进行短路操作。直通校准件的等效模型是由三个金属片间隔布置而成共面波导的结构，共面波导三个金属片两端分别用于和两个射频探针接触连接。5.根据权利要求1所述的贝叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：所述过程二，具体为：3.1)以直通校准件的等效模型作为标准传输线，通过多线直通反射线(TRL)的方法，对处理提取标准传输线的传播常数γ；3.2)根据传播常数γ计算标准传输线的特性阻抗；3.3)由计算得到的传播常数和特性阻抗处理获得标准传输线的S参数的参考值。6.根据权利要求1所述的贝叶斯优化算法提取GSG片上校准件寄生参数的方法，其特征在于：所述过程三，具体为：4.1)将负载校准件、开路校准件、短路校准件的寄生参数组建一个寄生参数向量x，x＝(C
O
,L
S
,R
L
,L
L

【专利技术属性】
技术研发人员：李尔平，周杰峰，陈俊辉，张岭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：