三軸dc-ac連接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的技術(shù)的實施例一般涉及電氣測試儀器，并且具體地涉及電氣測試儀器與被測器件(DUT)之間的互連系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在晶片上的半導(dǎo)體器件上的多個區(qū)域中以及在器件壽命中的稍后點處(包括在其最終產(chǎn)品中)執(zhí)行多個測試已經(jīng)變得常見。常見測試的示例是電流-電壓(IV)、電容-電壓(CV), 一般射頻(RF)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析(VNA)測試。諸如CV、RF和VNA測試之類的一些類型的測試受益于在測試儀器與DUT之間具有控制阻抗。然而，諸如IV測試之類的其它類型的測試不要求這樣的控制阻抗。當(dāng)需要執(zhí)行兩種類型的測試時這可能成問題。
[0003]在IV測試中，在測試儀器與DUT處的兩個管腳之間使用兩對三軸線纜(每一個線纜具有外部、中間和中心連接器)是常見的。在DUT(遠(yuǎn))端，第一對線纜的中心導(dǎo)體連接到一個管腳并且第二對線纜的中心導(dǎo)體連接到第二管腳。每一對的兩個中間導(dǎo)體典型地也一起連接在遠(yuǎn)端。在操作中，中間導(dǎo)體典型地被供給有對應(yīng)于相應(yīng)中心導(dǎo)體上的電壓的保護(hù)電壓。三軸線纜的外部導(dǎo)體典型地連接到保護(hù)接地，因為中間和中心導(dǎo)體電壓可能處于高電勢。
[0004]在CV測試中，在測試儀器與DUT處的兩個管腳之間使用兩對雙導(dǎo)體同軸線纜是常見的。在遠(yuǎn)端，第一對線纜的中心導(dǎo)體連接到一個管腳，并且第二對線纜的中心導(dǎo)體連接到第二管腳。線纜的外部導(dǎo)體典型地連接到儀器接地。
[0005]諸如RF和VNA測試之類的AC測試典型地要求儀器與DUT之間的傳輸線?，F(xiàn)有系統(tǒng)將三軸線纜的中心導(dǎo)體和中間導(dǎo)體之間的空間用作用于這些測試的傳輸線。為了建立該傳輸線，用戶必須將中間導(dǎo)體在DUT處短接在一起。這種短接然后在諸如IV測試之類的DC測試可以執(zhí)行之前必須移除。對于用戶而言，改變DUT處的連接特別是在執(zhí)行大量AC和DC測試二者時是不方便的(如果不是徹頭徹尾地繁重的話)。此外，許多類似的連接系統(tǒng)可能聚合到DUT處的非常受限的空間中，從而使得改變DUT連接甚至更加困難并且耗時。
[0006]已經(jīng)設(shè)計出允許單個DUT連接用于多個測試的先前的四線纜連接系統(tǒng)。但是尚未設(shè)計出用于雙線纜連接系統(tǒng)的類似系統(tǒng)，即使雙線纜系統(tǒng)在一些情形中更加合期望。四線纜系統(tǒng)僅在線纜電阻將會影響測量時是必要的。當(dāng)線纜電阻將會對測量具有最小影響時一一例如當(dāng)執(zhí)行高電壓測試時一一雙線纜連接系統(tǒng)可能更加合期望。雙線纜連接系統(tǒng)典型地比四線纜系統(tǒng)花費(fèi)得更少并且占據(jù)更小的空間，這在DUT處存在有限空間時可以尤為重要。
[0007]美國專利號7，388，366描述了一種四線纜連接系統(tǒng)，其可以使用DUT處的單個連接來執(zhí)行多個測試。如該專利中所描述的，四線纜系統(tǒng)還可以用于執(zhí)行雙線纜測試。但是，該解決方案要求使用所有四個線纜，這消除了雙線纜連接系統(tǒng)的優(yōu)點。此外，許多儀器本質(zhì)上不支持四線纜連接。適配器將允許四線纜連接系統(tǒng)與這些儀器一起使用，但是以增加的花銷和復(fù)雜度為代價。適配器還拉長儀器與DUT之間的連接，這降低較高頻處的性能。
[0008]用于雙線纜連接系統(tǒng)的一種解決方案是使用改變DUT處的連接的開關(guān)器件。這允許儀器在連接到開關(guān)器件時使用單個線纜配置。但是開關(guān)器件本身為連接系統(tǒng)添加成本和復(fù)雜度。手動開關(guān)器件要求用戶在DUT連接的每一個設(shè)置之間進(jìn)行切換，這增加測試之間的時間。自動開關(guān)器件可以使用處理器來自動改變DUT連接。但是這進(jìn)一步增加復(fù)雜度和成本，并且要求用于處理器的電力源。
[0009]因此，存在對于測試儀器與被測器件(DUT)之間的改進(jìn)的雙線纜互連系統(tǒng)的需要。
【附圖說明】
[0010]圖1描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的用于執(zhí)行IV測量的雙線纜非開爾文連接系統(tǒng)的示例性實施例。
[0011]圖2描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的用于執(zhí)行CV測量的雙線纜連接系統(tǒng)的示例性實施例。
[0012]圖3描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的用于執(zhí)行VNA測試的雙線纜連接系統(tǒng)的示例性實施例。
【具體實施方式】
[0013]所公開的技術(shù)的實施例一般針對包括測試儀器與被測器件(DUT)之間的單對三軸線纜的互連系統(tǒng)。三軸線纜可以支持低電流IV測試(DC測試)。對于AC測試(例如CV或VNA測試)，可以允許中間導(dǎo)體浮動——至少在較高頻率處——使得可以在中心導(dǎo)體與外部導(dǎo)體(罩殼)之間建立傳輸線。需要允許中間導(dǎo)體針對具有比線纜長度的X大得多的波長的信號浮動。否則，測量將變得失真，因為測試信號波長接近線纜長度的四分之一。典型地，允許中間導(dǎo)體針對線纜長度的10倍或20倍長的波長浮動。每一種情況中的精確因子基于所期望的測量精度，其中較高因子(即允許中間導(dǎo)體針對較長波長浮動)給出更大精度。
[0014]根據(jù)所公開的技術(shù)的實施例的用于將測試儀器連接到DUT的連接系統(tǒng)一般包括第一和第二三軸線纜，每一個具有期望的特征阻抗，線纜的近端位于測試儀器處并且線纜的遠(yuǎn)端位于DUT處。
[0015]圖1描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的用于執(zhí)行IV測量的雙線纜非開爾文連接系統(tǒng)105的示例性實施例。第一三軸線纜110和第二三軸線纜120將DUT 130連接到測試儀器100，其被配置成對DUT執(zhí)行IV測試。每一個三軸線纜具有中心導(dǎo)體(I 1c，120c)、中間導(dǎo)體(I 10b，120b)和外部導(dǎo)體(I 10a，120a)。線纜的遠(yuǎn)端靠近DUT 130定位并且近端位于測試儀器100處。線纜可以每一個具有特征阻抗。例如，50歐姆。這在將線纜附接到要求匹配阻抗以正確運(yùn)轉(zhuǎn)的儀器時可能是重要的。在一個實施例中，線纜110和120是等長的。
[0016]在圖1中所示的實施例中，外部導(dǎo)體IlOa和120a—起連接在線纜的遠(yuǎn)端(即靠近DUT 130的端)。中間導(dǎo)體11Ob和120b并未連接到遠(yuǎn)端處的任何事物，并且保持自由以浮動。中心連接器IlOc和120c在線纜的遠(yuǎn)端處連接到DUT 130。
[0017]在近端(靠近儀器100)，線纜以適合用于IV測試的方式連接。在該示例中，外部導(dǎo)體IlOa和120a連接到地。中心連接器IlOc和120c連接到力(force)端子，而中間導(dǎo)體I 1b和120b連接到儀器上的相應(yīng)保護(hù)端子。如圖2和3中所示，相同的連接系統(tǒng)105可以用于執(zhí)行其它類型的測試而不改變到DUT 130的連接。
[0018]圖2描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的被配置成執(zhí)行CV測量(AC測試類型)的雙線纜連接系統(tǒng)的第二示例性實施例。在該示例中，使用與圖1中的相同的連接系統(tǒng)105，并且其保留到DUT 130的相同連接。但是，允許每一個中間導(dǎo)體IlOb和120b的近端浮動(至少在較高頻率處)使得在每一個中心導(dǎo)體(I 10c，120c)與其相應(yīng)外部導(dǎo)體(I 10a，120a)之間建立傳輸線。要指出的是，圖1-3示出儀器100，200和300內(nèi)的示例性電路以說明執(zhí)行每一種類型的測試的儀器之間的一些可能的差異。該電路不意圖表示每一個儀器中的所有電路，或者甚至不意圖表示執(zhí)行每一個測試所需要的所有電路。另外，在一些實施例中，儀器100，200和300中的兩個或更多個可以實現(xiàn)在單個設(shè)備內(nèi)。
[0019]圖3描繪了依照所公開的技術(shù)的某些方面的被配置成執(zhí)行VNA測試(AC測試類型)的雙線纜連接系統(tǒng)的另一示例性實施例。連接系統(tǒng)105及其到DUT 130的連接保持與圖1和2中的相同。然而，如圖3中所示，外部導(dǎo)體IlOa和120a連接到儀器300內(nèi)的內(nèi)部地并且不獨立接地。
[0020]現(xiàn)有系統(tǒng)要求用戶在DUT處短接中間導(dǎo)體以用于CV測試并且斷開它們以用于IV測試。相比之下，所公開的技術(shù)的實施方式有利地允許用戶迅速且容易地在不同類型的測試(例如IV測試和CV測試)之間切換而不改變線