MARZO 2015 1

Calculo del modelo de una estructura de pruebaMOSFET en mediciones On-Wafer

Luis A. Rodrıguez, Instituto Nacional de Astrofısica Optica y Electronica (INAOE)

Resumen—El objeto de este trabajo es obtener los parametrosRLGC de una estructura de prueba MOSFET en mediciones On-Wafer; posteriormente hacer una comparacion entre los datosexperimentales y el modelo obtenido.

I. DESARROLLO

EN primer lugar, se realizo el algoritmo de desincrustacionde uno y dos pasos (1SD y 2SD) con objeto de observar

las diferencias entre cada metodo, y la contribucion de losefectos parasitos debidos a los capacitores formados entrelos pads y el plano de tierra (admitancias), y los efectosparasitos en serie debidos a la resistencia finita de los pads(capacitancias). Posteriormente se calcularon los elementosRLGC del modelo de circuito equivalente en funcion de lafrecuencia, con el proposito de comparar el modelo obtenidoy los datos medidos. Los datos se validaron con valoresexperimentales hasta 10GHz.

II. ANALISIS DE RESULTADOS

En la Figura 1 se ilustran los parametros S11 y S21 expe-rimentales y desincrustados de la estructura THRU y LOADen la Carta Smith. En esta Figura se observa que para 1SD,los datos presentan efectos inductivos asociados a los efectosparasitos en serie que no han sido removidos. En contraste,2SD toma en consideracion los efectos parasitos en serie;por lo cual, los datos se aproximan mas a lo esperado encada estructura. Una vez realizado el proceso de desincrusta-cion es importante conocer el modelo de circuito equivalenteusando elementos RLGC para realizar la desincrustacion;evitando ruido indeseado e incertidumbre de la medicionen altas frecuencias, debido al incremento de la impedan-cia. Los parametros obtenidos de regresiones lineales son:R1 = 0,74 + (7,06−6

√f)Ω, L1 = 2,6−11 + 8,5−6/2π

√fH ,

R2 = 0,55 + (6,6−6√f)Ω, L2 = 2,85−11 + 8,2−6/2π

√fH ,

L3 = 3,21pH , C1 = 78,5fF , C2 = 77,9fF y C3 = 2,05fF ,Figura 2. En la Figura 3 se ilustra la comparacion de los datosexperiemantales y simulados (S11 y S22) de la estructura deprueba LOAD (50Ω).

III. CONCLUSIONES

Se observo que en el proceso de desincrustacion, el metodo2SD es mas preciso, ya que considera los efectos parasitosinductivos y capacitivos. Por otro lado, es importante con-siderar la dependencia en frecuencia de las resistencias einductancias en serie, tomando en cuenta el efecto piel enlos pads. Finalmente, en el modelo obtenido se observo quelos datos difieren en 0,31dB, siguiendo la misma forma ytendencia de los datos experimentales.

Figura 1: S11 y S21 de TRHU y LOAD en la Carta Smithhasta 10GHz.

Figura 2: Modelo de circuito equivalente de una estructura deprueba usando elementos RLGC.

Figura 3: Comparacion de los datos experimentales y simula-dos S11 y S22 de la estructura LOAD.