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[分享] 處理閃爍雜訊的新機台

處理閃爍雜訊的新機台



 康思德精密科技(Cascade Microtech)發表新的測試系統用於測試IC(積體電路)的閃爍雜訊。閃爍雜訊使得微縮時調降工作電壓受限。這也是一個策略性的作法,藉由整合量測系統來保證使用者量測的正確性。

 在所有的半導體元件都會發生閃爍雜訊(1/f)而影響元件的效能。譬如說,在通訊元件上會造成抖動或交流信號源相位雜訊而導致高位元錯誤率,在flash (快閃)記憶體上會造成隨機的資料保存錯誤,和在SRAM上會造成軟性故障。在先進製程中,閃爍雜訊已經是高性能元件的主要雜訊來源。ITRS在2003年的一份報告中提出他們觀察到實際上元件的工作電壓隨著線寬微縮反而增加。調降工作電壓會因為閃爍雜訊而在控制上出現問題,所以如何正確量測閃爍雜訊有其急迫性。以目前的市場壓力而言,更無法容忍效能因閃爍雜訊而變差。閃爍雜訊導致較高的串列資料率而降低可容許的抖動,在要求低耗電的手持裝置會導致較低的訊號雜訊比。

 然而依傳統的方式將各個系統組合起來是不可能正確的量測閃爍雜訊,因為各系統的雜訊已超過閃爍雜訊。閃爍雜訊是藉由角頻率(fc)做判定,超過角頻率後其他類型的雜訊就變成主要的雜訊來源。外來的背景雜訊常常會使超低頻的雜訊頻率角變得模糊,使得精準的量測和擷取工作難以達成。據康思德表示,最諷刺的是,這一類背景雜訊經常是來自於量測閃爍雜訊的。

 據康思德表示,現在新的通訊元件通常有較高的角頻率,二極體元件甚至高達30MHz,元件的閃爍雜訊比較高會與熱雜訊互相干擾,也導致量測上的困難。當以高角頻率量測雜訊時,元件的負載電阻和負載電容組成一個RC電路而形成低通濾波器,它會限制頻寬而造成量測較高角頻率的能力受限。

 因為外來的背景雜訊常會使低頻的頻率角變得模糊,使得精準的量測難以達成,而當連結數個儀器與探測器後的諧振會使得量測變的更複雜。如何優化這些儀器與探測器以達到最低的雜訊是必要的。可是要達成最佳化的條件是非常困難的。

 康思德表示,他的Edge系統是唯一獲得認證,可在1Hz~30MHz範圍內進行精確測量的閃爍雜訊測量系統。與傳統的機架與堆疊式系統(儀器可能來自多達五家供應商)相比較,Edge系統提供完整的解決方案。Edge系統包含晶圓量測探針台、測量儀器、軟體和零組件,工程支援包含安裝現場確認、量測前後的設定優化以及持續的應用技術支援。

 新加坡的特許半導體引進第一台牌價100萬美元的Edge系統。特許半導體的代工元件技術部門資深協理Michael Cheng表示。“我們對Edge系統的量測有信心,能夠取得更多有關元件閃爍雜訊的資訊,這在設計低雜訊、高性能的電路是很重要的。”

 Edge量測系統是康思德為了晶圓及半導體元件特性量測與製程開發所開發的第一號整合型量測系統。不像一般的系統是由各廠商的設備組合而成,這套系統的元件是由基礎設計開始以期達到量測能力與準確度的最佳化,還有更多的技術與設備預期會在近期會推出。

 特許半導體的元件技術部門副總Sanford Chu表示,從單一廠商所提供的整合型量測系統給我們的投資更多的保障,提供量測正確性的保障和專屬廠商的支援。

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