JPH05273234A - Mmic装置及びrfプローブヘッド - Google Patents

Mmic装置及びrfプローブヘッド

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JPH05273234A
JPH05273234A JP4100711A JP10071192A JPH05273234A JP H05273234 A JPH05273234 A JP H05273234A JP 4100711 A JP4100711 A JP 4100711A JP 10071192 A JP10071192 A JP 10071192A JP H05273234 A JPH05273234 A JP H05273234A
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JP
Japan
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input
probe head
signal
output
mmic
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JP4100711A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Sasaki
善伸 佐々木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波の測定用信号を用いたオンウエハー測
定を、RFプローブヘッドや被測定装置の入出力部分で
の損失を低減して精度よく行う。 【構成】 MMIC装置1の入力部2及び出力部3を、
誘電体基板11に導波管部材2bを埋め込み、入,出力
側信号線2a,3aをその端部が上記基板の導波管部材
2b内側の部分上に位置するよう配置した導波管構造と
するとともに、上記RFプローブヘッド6の信号入出力
部を導波管7により構成し、該ヘッド6とMMIC装置
1の入出力部2,3との接続をそれぞれの導波管部分の
端面を密着させることにより行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はMMIC装置及びRF
プローブヘッドに関し、特に30GHz以上の準ミリ
波,ミリ波帯で動作するMMIC装置の入出力端子の構
造、及びMMIC装置の特性測定を行うためのRFプロ
ーブヘッドの入出力部の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のMMIC(モノリシック・
マイクロ波集積回路)装置及びそのオンウエハー測定を
行うためのRFプローブヘッドを説明するための図であ
り、図7(a) はマイクロ波信号を増幅するMMIC増幅
器を示す平面図、図7(b) は上記RFプローブヘッドの
外観図であり、また図8は上記MMIC増幅器及びRF
プローブヘッドの入出力部分を拡大して示す図である。
図中、100はマイクロ波あるいはミリ波信号を増幅す
るMMIC装置で、その誘電体基板101表面には、マ
イクロ波信号を増幅する素子部100a、マイクロ波入
力を信号入力部102から上記素子部100aに伝送す
るための入力側信号線102a、及び上記素子部100
aから信号出力部103へマイクロ波出力を伝送するた
めの出力側信号線103aが形成されており、上記誘電
体基板101の裏面には上記各信号線102a,103
aとともにマイクロストリップ線路を構成する接地導体
104が形成されている。
【0003】ここで上記信号線102a,103aの端
部両側には、バイアホール101aを介して接地導体1
04に接続されたRF測定専用の入力パッド102b及
び出力パッド103bが形成されており、これらのパッ
ド102b,103b及び上記信号線102a,103
aはそれぞれ信号入力部102及び出力部103にて、
マイクロストリップ線路をコプレーナ線路に変換する線
路変換部を構成している。
【0004】また106は上記MMIC装置100の特
性を測定周波数が100GHz前後のミリ波帯で測定す
るためのRFプローブヘッドで、その絶縁性フレーム1
06aの裏面側には信号線107aとその両側に配置さ
れた接地線107bとからなるコプレーナ型の伝送線路
が形成されており、上記MMIC装置100の入力部1
02あるいは出力部103のコプレーナ線路と接続可能
な素子側端子を構成している。また108は上記RFプ
ローブヘッドの測定装置側端子で、これは上記フレーム
106aの裏面側のコプレーナ線路をミリ波帯で低損失
の導波管に変換する導波管構造となっている。
【0005】次に従来のMMIC増幅器の特性をウエハ
ー状態で測定する方法について説明する。まず、1つの
RFプローブヘッド106を上記MMIC増幅器100
の入力部102に、他のRFプローブヘッド(図示せ
ず)を出力部103に、ヘッド側と増幅器側のコプレー
ナ線路が接触するよう密着する。そして測定装置(図示
せず)により入力側のRFプローブヘッド106から1
00GHz前後のミリ波帯信号を上記MMIC増幅器1
00に印加し、増幅素子部100aにて増幅されたマイ
クロ波信号を出力側のRFプローブヘッドから取り出し
て、上記測定装置にてMMIC装置100の特性を測定
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来のMMI
C増幅器及びその特性測定用のRFプローブヘッドで
は、それぞれの入出力部分にミリ波帯で損失の大きいコ
プレーナ線路を用いているために、測定精度が悪いとい
う問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高周波の測定用信号を用いたオ
ンウエハー測定を、RFプローブヘッドや被測定装置の
信号入出力部分での損失を低減して精度よく行うことが
できるMMIC装置及びRFプローブヘッドを得ること
を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係るMMIC
装置は、RFプローブヘッドとの間で特性測定用信号の
受渡しを行うための入出力端子を、高周波信号の伝送が
可能な導波管構造としたものである。
【0009】この発明に係るMMIC装置は、RFプロ
ーブヘッドとの間で特性測定用信号の受渡しを行うため
の入出力端子を、高周波信号の送受信が可能なアンテナ
構造としたものである。
【0010】この発明に係るRFプローブヘッドは、M
MIC装置との間で特性測定用の信号の受渡しを行うた
めの特性測定用入出力部を、高周波信号の伝送が可能な
導波管構造としたものである。
【0011】この発明に係るRFプローブヘッドは、高
周波信号を処理するMMIC装置との間で特性測定用信
号の受渡しを行うための入出力部を、高周波信号の送受
信が可能なアンテナ構造としたものである。またこの発
明は上記RFプローブヘッドにおいて、上記MMIC装
置の特性測定を行う測定装置側との入出力部を、高周波
信号の伝送が可能な導波管構造としたものである。
【0012】この発明に係るRFプローブヘッドは、信
号の入出力部分がマイクロストリップ線路あるいはコプ
レーナ線路で構成されているMMIC装置との間で特性
測定用信号の受渡しを行うための入出力部を、高周波信
号の伝送線路形式をマイクロストリップ線路あるいはコ
プレーナ線路から導波管へ変換する線路変換機構を有す
る構造としたものである。
【0013】
【作用】この発明に係るMMIC装置においては、RF
プローブヘッドとの間で特性測定用信号の受渡しを行う
ための入出力端子を、高周波信号の伝送が可能な導波管
構造あるいは高周波信号の送受信が可能なアンテナ構造
としたから、この入出力端子部分における高周波信号の
ミリ波帯での損失を低減して精度よく特性測定を行うこ
とができる。
【0014】この発明に係るRFプローブヘッドにおい
ては、MMIC装置との間で特性測定用信号の受渡しを
行うための入出力部を、導波管構造あるいはアンテナ構
造としたから、この入出力部における高周波信号のミリ
波帯での損失を低減して精度よくMMIC装置の特性測
定を行うことができる。
【0015】また上記MMIC装置側との入出力部をア
ンテナ構造としたRFプローブヘッドにおいて、測定装
置側の入出力部を導波管構造とすることにより、測定装
置との接続を容易かつ信号減衰を招くことなく行うこと
ができる。
【0016】またこの発明に係るRFプローブヘッドに
おいては、信号の入出力部分がマイクロストリップ線路
あるいはコプレーナ線路で構成されているMMIC装置
との間で特性測定用信号の受渡しを行うための入出力部
を、高周波信号の伝送線路形式をマイクロストリップ線
路あるいはコプレーナ線路から導波管へ変換する線路変
換機構を有する構造としたので、上記特性測定用信号が
MMIC装置の入,出力端子とヘッドとの間で授受され
た直前,直後はこれが損失の少ない導波管構造の線路を
伝送することとなり、これにより上記測定用信号の損失
が低減されて、MMIC装置の精度の高い特性測定が可
能となる。
【0017】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の第1の実施例によるMMIC装置及
びそのオンウエハー測定に用いるRFプローブヘッドを
説明するための図であり、図1(a) は上記MMIC装置
の平面図、図1(b) は上記RFプローブヘッドの斜視図
であり、図2は上記MMIC増幅器の入出力部分の詳細
な構造及び測定動作を説明するための図である。図にお
いて、1はウエハー状態でRFプローブヘッドを用いて
特性の測定が行われるMMIC装置で、その誘電体基板
11表面には、マイクロ波入力を増幅する素子部1a、
マイクロ波入力を信号入力部(入力端子)2から上記素
子部1aに伝送するための入力側信号線2a、及び上記
素子部1aから信号出力部(出力端子)3へマイクロ波
出力を伝送するための出力側信号線3aが形成されてお
り、上記誘電体基板11の裏面には上記各信号線2a,
3aとともにマイクロストリップ線路を構成する接地導
体4が形成されている。
【0018】そして本実施例では、上記信号入力部2に
は、導波管部材2bがその上端面が誘電体基板表面と一
致し、かつ下端面が上記接地導体4とつながるよう該誘
電体基板4中に埋め込まれており、上記誘電体基板4
の、該導波管部材2b内側の中心部には、上記入力側信
号線2aの始端が位置している。また上記信号出力部3
も上記信号入力部2と同様、誘電体基板中に導波管部材
が埋め込まれ、該部材の中心部分には出力側信号線3a
の終端が位置している構造となっている。
【0019】また6は上記MMIC装置1の特性を測定
周波数が100GHz前後のミリ波帯でオンウエハ測定
するためのRFプローブヘッドで、マニピュレータ14
に螺子13により取付けられており、このRFプローブ
ヘッドは本体部分6aがマニピュレータ14に対してウ
エハ表面と平行な方向に可動となっている。またこのR
Fプローブヘッド6は、上記MMIC装置1との間でマ
イクロ波の授受を行う部分を導波管部材2b,3bと断
面形状が同一の導波管7により構成しており、この導波
管7を上記MMIC装置1の入力部2あるいは出力部3
の導波管部材2b,3bの端面に密着させることによ
り、MMIC装置1の入,出力部2,3との間で信号の
受渡しができるようになっている。なお、7aは上記導
波管7の下端部中央に形成された切欠き部で、この導波
管7を上記信号線路2aの先端と接触することなく上記
導波管部材2bと密着可能とするためのものであり、R
Fプローブヘッド6の測定装置側の入出力部は従来例と
同様導波管8により構成されている。
【0020】次に動作について説明する。まず、マニピ
ュレータ14を操作して、上記ウエハー状態のMMIC
増幅器1の入力部2に入力側のRFプローブヘッド6
を、出力部3に出力側のRFプローブヘッド(図示せ
ず)を密着して、入出力部の導波管部材2b端面と、ヘ
ッド側の導波管7の端面とを接触させる。そしてこの状
態で測定装置(図示せず)により入力側のRFプローブ
ヘッド6から100GHz前後のミリ波帯信号を上記M
MIC増幅器1に印加し、その素子部1aで増幅された
増幅マイクロ波信号を出力側のRFプローブヘッドから
取り出して、測定装置にてMMIC装置の特性を測定す
る。
【0021】このように本実施例では、MMIC装置1
の入力部2及び出力部3では、誘電体基板4に導波管部
材2bを埋め込み、信号線2a,3aをその端部が該導
波管部材2b端面の中心部に位置するよう配置して、入
出力部分(入出力端子)を導波管構造とするとともに、
上記RFプローブヘッド6の、MMIC装置1との入出
力部を導波管7により構成し、ヘッド6とMMIC装置
1の入出力部2,3との接続をそれぞれの導波管部分の
端面を密着させることにより行うようにしたので、MM
IC装置1及びRFプローブヘッド6の入出力部分に
は、ミリ波帯で損失の大きいコプレーナ線路が存在しな
くなり、これによりミリ波帯の損失を低減して精度よく
特性測定を行うことができる。
【0022】図3は本発明の第2の実施例によるRFプ
ローブヘッドを説明するための図、図4はその詳細な構
造の説明図で、図4(a) は該ヘッドを下面側からみた斜
視図、図4(b) は図4(a) のIVb−IVb線断面を示す図
である。
【0023】この実施例のRFプローブヘッド20は、
従来の図7及び図8に示すMMIC装置100のRF測
定用入,出力部102,103との間で信号の授受を行
うを入出力部21に、マイクロ波の伝送線路の形式をマ
イクロ波ストリップ線路から導波管に変換する線路変換
機構を備えたものである。
【0024】すなわち、上記RFプローブヘッド20本
体は、水平方向の導波管部分20aと、その一端にこれ
と一体に形成された垂直方向の導波管部分20bとから
構成されており、上記水平方向の導波管20aの下面2
0dには、上記MMIC装置100の入力部102の接
地側パッド102bと接触可能な接地側パッド23が形
成されており、該接地側パッド23間に形成された開口
部20cの中央部には、上記信号線102aと接触可能
な信号側パッド24が配設されている。
【0025】また上記信号パッド24は上記ヘッド本体
の導波管20a内に配置された導電性部材22の下端2
2aに支持されており、該導電性部材22の先端22b
は導波管部分20aの導波管部分20b側に位置してお
り、ここで上記導電性部材22は、導波管20aの信号
伝送方向に向かって該方向の幅が階段状に広がった側面
形状を有している。このような構成により上記RFプロ
ーブヘッド20では、マイクロ波信号の伝送線路形式
が、MMIC装置100の入出力側マイクロストリップ
線路から導波管へ変換されることとなる。
【0026】この実施例では、オンウエハーでの特性測
定は図7及び図8に示す従来装置と同様に行うことがで
き、その説明は省略する。
【0027】このような構成の本実施例では、RFプロ
ーブヘッド20のMMIC装置100との信号の授受を
行う部分21に、伝送線路形式をMMIC装置100の
マイクロストリップ線路から導波管に変換する線路変換
機構を備えたので、RFプローブヘッド20のコプレー
ナ線路部分がなくなり、その分ミリ波帯の損失を低減し
て精度よく特性測定を行うことができる。
【0028】なおこの実施例では、RFプローブヘッド
20の入出力部21にマイクロストリップ線路から導波
管への線路変換機構を備えた場合について説明したが、
線路変換機構は、高周波信号の伝送線路形式をコプレー
ナ線路から導波管へ変換するものであってもよい。
【0029】また図5は本発明の第3の実施例によるM
MIC装置及びRFプローブヘッドを説明するための図
で、図5(a) はMMIC装置の構成を示す平面図、図5
(b)はRFプローブヘッドの構造を示す斜視図であり、
図6は上記MMIC装置をオンウエハー測定している状
態を示す図である。
【0030】図において、30は本実施例のMMIC装
置で、この装置30では、上記第1実施例装置の入出力
部に配設された導波管部材2bに代えて、RF測定用の
信号入力部32には、電波を受信して入力側信号線2a
に導入する入力側アンテナ32aが、また信号出力部3
3には出力側信号線3aの信号を送信する出力側アンテ
ナ33aが設けられており、上記各アンテナは、その
入,出力側信号線2a,3aの一端に接続され、これと
垂直方向に向けて形成された線路から構成されている。
その他の構成は上記第1実施例のMMIC装置1と全く
同一である。
【0031】また36は本実施例のRFプローブヘッド
で、このヘッド36では、上記第1実施例のヘッド6の
素子側導波管7に代えて、上記MMIC装置30の入出
力部のアンテナ32a,33aとの送受信が可能なアン
テナ部37を備えており、その他の点は上記第1実施例
のヘッド6と同一である。
【0032】このような構成の本実施例では、オンウエ
ハーでの特性測定は以下のように行う。まずRFプロー
ブヘッド36を、上記MMIC装置30の入力部32及
び出力部33に、その入力及び出力側アンテナ32a及
び33aとの送受信が可能となる程度に近接させて配置
し、この状態で測定装置(図示せず)から測定用信号を
入力側RFプローブヘッド36に供給すると、その信号
は導波管38を通ってアンテナ部37に伝わり、ここか
ら電波として空中を伝搬して上記MMIC装置30の入
力部32のアンテナ32aに受信され、さらに入力側信
号線2aを通って素子部1aに入力される。そしてここ
で増幅された出力信号は出力側信号線3aを通って出力
部33に伝搬し、ここから出力側アンテナ33aにより
空中に送信されて出力側RFプローブヘッドのアンテナ
部(図示せず)に受信され、さらに該RFプローブヘッ
ドの導波管(図示せず)を介して測定装置に入力され
る。このようにしてMMIC装置30のオンウエハ測定
が行われる。
【0033】このような構成の本実施例では、MMIC
装置30の特性測定用の入出力部32,33にアンテナ
32a,33aを設けるとともに、RFプローブヘッド
の信号入出力部にもアンテナ部37を設け、MMIC装
置30とヘッド36との間で信号の授受をそれぞれのア
ンテナを介して行うようにしたので、上記第1実施例と
同様、MMIC装置及びRFプローブヘッドの入出力部
分には、ミリ波帯で損失の大きいコプレーナ線路が存在
しなくなり、これによりミリ波帯の損失を低減して精度
よく特性測定を行うことができる効果がある。
【0034】また上記RFプローブヘッド36の、測定
装置側の入出力部を導波管38としたので、測定装置と
の接続を容易かつ信号の減衰を招くことなく行うことが
できる効果もある。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明に係るMMIC装置
によれば、RFプローブヘッドとの間で特性測定用信号
の受渡しを行うための入出力端子を、高周波信号の伝送
が可能な導波管構造あるいは高周波信号の送受信が可能
なアンテナ構造としたので、この入出力端子部分におけ
る高周波信号のミリ波帯での損失を低減して精度よく特
性測定を行うことができる効果がある。
【0036】またこの発明に係るRFプローブヘッドに
よれば、MMIC装置との間で特性測定用信号の受渡し
を行うための入出力部を、導波管構造あるいはアンテナ
構造としたので、この入出力部における高周波信号のミ
リ波帯での損失を低減して精度よく特性測定を行うこと
ができる効果がある。
【0037】また上記MMIC装置側との入出力部をア
ンテナ構造としたRFプローブヘッドにおいて、測定装
置側の入出力部を導波管構造としたので、測定装置との
接続を容易かつ信号の減衰を招くことなく行うことがで
きる効果もある。
【0038】またこの発明に係るRFプローブヘッドに
よれば、信号の入出力部分がマイクロストリップ線路あ
るいはコプレーナ線路で構成されているMMIC装置と
の間で特性測定用信号の受渡しを行うための入出力部
を、高周波信号の伝送線路形式をマイクロストリップ線
路あるいはコプレーナ線路から導波管へ変換する線路変
換機構を有する構造としたので、上記特性測定用信号が
MMIC装置の入,出力端子からヘッドへ授受された直
前,直後はこれが損失の少ない導波管構造の線路を伝送
することとなり、これにより上記測定用信号の損失が低
減されて、MMIC装置の精度の高い特性測定が可能と
なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるMMIC装置及び
RFプローブヘッドを示す図である。
【図2】上記第1実施例のMMIC装置及びRFプロー
ブヘッドの詳細な構造を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるRFプローブヘッ
ド及びMMIC装置の入出力部を示す斜視図である。
【図4】上記第2実施例のRFプローブヘッドの構造を
詳細に示す図である。
【図5】本発明の第3の実施例によるMMIC装置及び
RFプローブヘッドの構成を示す図である。
【図6】上記第3実施例のMMIC装置の詳細な構造及
びその測定状態を示す図である。
【図7】従来のMMIC装置及びそのRFプローブヘッ
ドを示す図である。
【図8】従来のMMIC装置及びRFプローブヘッドの
詳細な構造を示す図である。
【符号の説明】
1,30,100 MMIC装置 1a 増幅素子部 2,32,102 信号入力部 2a,102a 入力側信号線 3,33,103 信号出力部 3a,103a 出力側信号線 4,104 接地導体 6,20,36 RFプローブヘッド 7 素子側導波管 8 測定装置側導波管 11,101 誘電体基板 13 ネジ 14 マニピュレータ 32a 入力側アンテナ 33a 出力側アンテナ 37 アンテナ部 38 導波管部 100 MMIC装置 101a バイアホール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハー状態での特性測定がRFプロー
    ブヘッドを用いて行われる、高周波信号を処理するMM
    IC装置において、 上記RFプローブヘッドとの間で信号の受渡しを行うた
    めの入出力端子は、 高周波信号の伝送が可能な導波管構造となっていること
    を特徴とするMMIC装置。
  2. 【請求項2】 ウエハー状態での特性測定がRFプロー
    ブヘッドを用いて行われる、高周波信号を処理するMM
    IC装置において、 上記RFプローブヘッドとの間で信号の受渡しを行うた
    めの入出力端子は、 高周波信号の送受信が可能なアンテナ構造となっている
    ことを特徴とするMMIC装置。
  3. 【請求項3】 高周波信号を処理するMMIC装置の特
    性をウエハー状態で測定するためのRFプローブヘッド
    において、 上記MMIC装置の入出力部分との間で信号の受渡しを
    行うための信号入出力部は、 高周波信号の伝送が可能な導波管構造となっていること
    を特徴とするRFプローブヘッド。
  4. 【請求項4】 高周波信号を処理するMMIC装置の特
    性をウエハー状態で測定するためのRFプローブヘッド
    において、 上記MMIC装置の入出力部分との間で信号の受渡しを
    行うための信号入出力部は、 高周波信号の送受信が可能なアンテナ構造となっている
    ことを特徴とするRFプローブヘッド。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のRFプローブヘッドにお
    いて、 上記MMIC装置の特性測定を行う測定装置側との入出
    力部は、 高周波信号の伝送が可能な導波管構造となっていること
    を特徴とするRFプローブヘッド。
  6. 【請求項6】 高周波信号を処理する、信号の入出力部
    分がマイクロストリップ線路あるいはコプレーナ線路で
    構成されているMMIC装置の特性をウエハー状態で測
    定するためのRFプローブヘッドにおいて、 上記MMIC装置の入出力部分との間で信号の受渡しを
    行うための信号入出力部は、 高周波信号の伝送線路の形式を上記マイクロストリップ
    線路あるいはコプレーナ線路から導波管へ変換する線路
    変換機構を備えていることを特徴とするRFプローブヘ
    ッド。
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Cited By (7)

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