加速次太赫茲波通信、芯片及3D組件開(kāi)發(fā)

半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)者愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試(Advantest)宣布開(kāi)發(fā)出應(yīng)用于電路分析的短脈沖太赫茲波技術(shù)，該技術(shù)主要用于分析次太赫茲波段(100GHz~1THz) 組件的傳輸特性(S-參數(shù))，以及偵測(cè)芯片電路故障特征與位置(TDT/TDR)。此項(xiàng)新技術(shù)克服了現(xiàn)行技術(shù)的測(cè)量局限性與難以負(fù)擔(dān)的成本問(wèn)題，可望大幅帶動(dòng)先進(jìn)裝置的發(fā)展，擴(kuò)大應(yīng)用層面。

1、次太赫茲波傳輸特性分析技術(shù)

隨著智能型手機(jī)與各式行動(dòng)裝置日趨普及，無(wú)線通信流量激增，現(xiàn)行規(guī)定頻率范圍內(nèi)所能負(fù)荷的容量已不敷使用，因此，較高頻率范圍、尚未用于無(wú)線通信的次太赫茲波段，逐漸成為全球研發(fā)重點(diǎn)。

圖1、次太赫茲波通信應(yīng)用情境   數(shù)據(jù)源︰日本總務(wù)省

在開(kāi)發(fā)高頻組件過(guò)程中，測(cè)量系統(tǒng)整體頻率特性尤為重要，包括評(píng)估主動(dòng)組件增益與I/O阻抗、電路板與連接器等，其中會(huì)涉及輸出信號(hào)振幅和相位的反射與傳輸特性的測(cè)量，即所謂S-參數(shù)(散射參數(shù))。然而現(xiàn)今市面上的網(wǎng)絡(luò)分析儀一次測(cè)量范圍上限僅為100GHz，若超過(guò)此限，工程師只能不斷反復(fù)修改設(shè)備與測(cè)量方式的設(shè)定，這不僅造成額外工作負(fù)擔(dān)、耗費(fèi)更多時(shí)間，也影響測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，測(cè)量成本更會(huì)因此倍增。

愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試這項(xiàng)最新技術(shù)的目標(biāo)就在于大幅降低上述負(fù)擔(dān)︰采用飛秒光學(xué)脈沖激光做為信號(hào)源，透過(guò)寬帶光學(xué)/電子探棒，進(jìn)行一階段(one-pass) 式的S-參數(shù)測(cè)量，最高可支持1.5THz，如此所帶來(lái)的效率提升效益將讓使用者縮短時(shí)間、減輕工作負(fù)擔(dān)，進(jìn)而降低成本。

2、高空間分辨率芯片布線質(zhì)量分析技術(shù)

盡管半導(dǎo)體電路尺寸日益縮小有助于消費(fèi)性電子產(chǎn)品體積輕巧化、指令周期加快，卻使得摩爾定律面臨技術(shù)瓶頸之虞。為避免微型化發(fā)展遭遇物理極限難題，芯片制造商正著手研發(fā)3D半導(dǎo)體芯片，讓單一封裝能夠?qū)崿F(xiàn)電路多層化。其中最大的挑戰(zhàn)便是布線故障分析。由于電路板相互堆棧，無(wú)論是X光或其他現(xiàn)行檢測(cè)技術(shù)，都難以找出布線故障點(diǎn)，如開(kāi)路、短路、阻抗、電路不匹配等問(wèn)題。一般而言，偵測(cè)這些問(wèn)題，會(huì)利用示波器TDR (時(shí)域反射) 和/或TDT (時(shí)域傳輸) 分析功能，但芯片尺寸走向微型化，必須具備超高空間分辨率才能進(jìn)行故障分析。

圖2、3D半導(dǎo)體布線故障與TDR測(cè)量范例

愛(ài)德萬(wàn)此項(xiàng)全新技術(shù)采用飛秒光學(xué)脈沖激光做為信號(hào)源，能夠提供極優(yōu)異的空間分辨率，分辨率可小于5μm，最大測(cè)量范圍達(dá)300mm。在承襲愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試深獲客戶肯定的太赫茲波光譜造影系統(tǒng)基礎(chǔ)下，飛秒光學(xué)脈沖激光同樣擁有極高分辨率，此外，這項(xiàng)新技術(shù)還提供了比對(duì)功能，能夠精確判斷組件CAD數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)上的布線故障位置，最適于分析高度復(fù)雜的高密度電路缺陷。

2015年5月27-29日愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試于東京Big Sight舉辦的Wireless Technology Park展覽上展示應(yīng)用此項(xiàng)新技術(shù)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)原型，預(yù)定于2015會(huì)計(jì)年(即2016年3月底) 推出相關(guān)產(chǎn)品。