- Keysight Technologies, l’université de Glasgow, le National Physical Laboratory (NPL) et MPI ont mis au point une méthode de caractérisation large bande de composants semi-conducteurs permettant de réaliser des mesures continues, du quasi-courant continu jusqu’à 250 GHz, en un seul balayage.
- La démonstration a été réalisée sur des transistors HEMT en phosphure d’indium (InP), destinés à des applications dans les bandes millimétriques et sub-térahertz.
La caractérisation de transistors sur des plages de fréquences aussi larges nécessite généralement de combiner plusieurs configurations de mesure, avec des procédures d’étalonnage distinctes. Cette approche peut compliquer la comparaison des résultats et la constitution de données cohérentes pour la modélisation des composants. La méthodologie développée par les quatre partenaires vise à limiter ces changements de configuration en réalisant les mesures sur plaquette dans une même séquence.
Le banc de mesure associe un analyseur de réseau vectoriel de la gamme PNA-X de Keysight (photo), une extension de fréquence permettant le balayage jusqu’à 250 GHz et une unité source/mesure (SMU). L’université de Glasgow a fourni les transistors HEMT en InP ainsi que les étalons d’étalonnage sur plaquette. MPI a intégré sa technologie de sondage large bande et son logiciel d’étalonnage, tandis que le NPL a contribué aux méthodes de métrologie et d’étalonnage haute fréquence.
Eviter le changement de banc ou de configuration
La mesure est réalisée à travers un même contact de sonde, depuis la quasi-CC jusqu’à 250 GHz. Selon les partenaires, cette configuration permet notamment d’éviter le changement de banc ou de configuration entre différentes plages de fréquence et de conserver une continuité dans la mesure des paramètres S. Le système intègre également des fonctions de filtrage et d’étalonnage de la source destinées à maîtriser le signal appliqué au niveau de la sonde aux fréquences millimétriques.
L’expérimentation porte sur des transistors HEMT en InP, une technologie étudiée notamment pour les applications à très haute fréquence. La possibilité de caractériser ces dispositifs sur une plage continue allant des basses fréquences à 250 GHz peut fournir des données destinées à leur modélisation et à l’étude de leur comportement lorsque la fréquence d’utilisation se rapproche du domaine sub-térahertz.
Cette collaboration réunit ainsi instrumentation de mesure, sondage sur plaquette, dispositifs semi-conducteurs et métrologie haute fréquence dans une même méthodologie. Les partenaires indiquent que l’approche pourra être utilisée pour les travaux de recherche et de développement portant sur des composants destinés aux fréquences millimétriques et sub-térahertz.
