附件：電子行業(yè)計(jì)量技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目建議書建議項(xiàng)目名稱在片SOLT校準(zhǔn)件校準(zhǔn)規(guī)范制定或修訂█制定□修訂被修訂計(jì)量技術(shù)規(guī)范號(hào)計(jì)量技術(shù)規(guī)范性質(zhì)□檢定規(guī)程█校準(zhǔn)規(guī)范計(jì)量技術(shù)規(guī)范類別□重點(diǎn)█基礎(chǔ)主要起草單位中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所聯(lián)系人霍曄聯(lián)系電9117798095040任務(wù)年限1年申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)4萬(wàn)元參加單位中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所具備的特點(diǎn)█安全█節(jié)能█環(huán)保█自主創(chuàng)新□其他＿＿＿目的、意義和必要性1.指出該計(jì)量技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目編制的目的、意義，描述涉及安全、節(jié)能、環(huán)保、自主創(chuàng)新等方面的特點(diǎn)和發(fā)揮的作用，解決行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題和必要性、迫切性；1.1編制的目的和意義在片SOLT校準(zhǔn)件是在片S參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的必備工具之一，主要用途是對(duì)在片S參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，消除系統(tǒng)誤差。在片SOLT校準(zhǔn)件由短路（short）、開路（open）、負(fù)載（load）和直通（thru）組成的校準(zhǔn)組件，在片SOLT校準(zhǔn)件的原理是通過(guò)用在片S參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)分別測(cè)量其短路、開路、負(fù)載和直通校準(zhǔn)件的原始數(shù)據(jù)，得到十二項(xiàng)或八項(xiàng)系統(tǒng)誤差項(xiàng)，通過(guò)誤差項(xiàng)修正得到DUT（被測(cè)件）的測(cè)量值。目前，在使用在片SOLT校準(zhǔn)件校準(zhǔn)時(shí)，均采用廠家給的定義值：包括特征阻抗Z0（50Ω），開路電容Copen，短路電感Lshort，負(fù)載電阻R和負(fù)載電感Lload，直通延時(shí)tdelay、參考延時(shí)ref-tdelay和參考損耗ref-loss。但隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，探針與校準(zhǔn)件頻繁的接觸，校準(zhǔn)件會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，導(dǎo)致校準(zhǔn)件參數(shù)量值發(fā)生了偏差，若繼續(xù)使用廠家定義值會(huì)使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)。編制《在片SOLT校準(zhǔn)件校準(zhǔn)規(guī)范》能夠保證在片校準(zhǔn)件的準(zhǔn)確性和一致性。1.2規(guī)范特點(diǎn)及必要性和迫切性在片S參數(shù)是微波毫米波半導(dǎo)體器件最基礎(chǔ)、最重要的微波參數(shù)之一，涵蓋了反射與傳輸特性、幅度與相位特性，能對(duì)大部分在片器件如低噪放、功率單片、衰減器等裸芯片的微波特性進(jìn)行合理的表征。測(cè)試芯片S參數(shù)前，需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，在片SOLT校準(zhǔn)件是應(yīng)用最廣泛的校準(zhǔn)件，如果其量值偏差大，會(huì)導(dǎo)致被測(cè)芯片S參數(shù)出現(xiàn)偏差，從而降低設(shè)計(jì)效率，影響器件性能。由于上述在片SOLT校準(zhǔn)件的重要性以及應(yīng)用的普遍性，如果校準(zhǔn)件的準(zhǔn)確性、一致性出現(xiàn)問(wèn)題，將直接影響被測(cè)件量值的準(zhǔn)確性。為了保障在片SOLT校準(zhǔn)件的準(zhǔn)確性，須對(duì)其進(jìn)行可靠的計(jì)量校準(zhǔn)工作，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有在片SOLT校準(zhǔn)件的校準(zhǔn)規(guī)范，因此編制《在片SOLT校準(zhǔn)件校準(zhǔn)規(guī)范》就顯得尤為迫切和必要。2.先進(jìn)性和亮點(diǎn)、社會(huì)效益和推廣應(yīng)用前景；2.1先進(jìn)性和亮點(diǎn)一：在片SOLT校準(zhǔn)件的參數(shù)定值方法。通過(guò)校準(zhǔn)件的等效電路，建立測(cè)量模型，通過(guò)測(cè)量校準(zhǔn)件的長(zhǎng)度，直流電阻和用校準(zhǔn)準(zhǔn)確度最高的多線TRL校準(zhǔn)方法對(duì)在片S參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)、校準(zhǔn)完后測(cè)量在片校準(zhǔn)件的S參數(shù)。開路、短路、負(fù)載和直通（傳輸線）的測(cè)量示意圖如圖1~圖4所示。根據(jù)測(cè)量示意圖可以計(jì)算得到在片SOLT校準(zhǔn)件的參數(shù)量值。（1）開路電容圖1開路校準(zhǔn)件測(cè)量示意圖（2）短路電感圖2短路校準(zhǔn)件測(cè)量示意圖（3）負(fù)載電感和電阻圖3負(fù)載校準(zhǔn)件測(cè)量示意圖（4）直通（傳輸線）延時(shí)、參考延時(shí)和參考損耗圖4直通（傳輸線）測(cè)量示意圖2.2先進(jìn)性和亮點(diǎn)二：在片SOLT校準(zhǔn)件的參數(shù)量值不確定度通過(guò)測(cè)量模型，根據(jù)在片S參數(shù)測(cè)量不確定度，用蒙特卡洛評(píng)定測(cè)量不確定度的方法得到開路電容、短路電感、負(fù)載電感等參數(shù)的測(cè)量不確定度。2.3社會(huì)效益和推廣應(yīng)用前景《在片SOLT校準(zhǔn)件校準(zhǔn)規(guī)范》的制定，可以保證在片校準(zhǔn)件量值統(tǒng)一、準(zhǔn)確、可靠，從而提升半導(dǎo)體器件電路的設(shè)計(jì)效率，保證工藝質(zhì)量可靠。規(guī)范此類校準(zhǔn)方法，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益，應(yīng)用前景廣闊。3.查新結(jié)果（國(guó)家、本行業(yè)或其他行業(yè)是否有相關(guān)技術(shù)規(guī)范）；國(guó)內(nèi)無(wú)在片SOLT校準(zhǔn)件計(jì)量技術(shù)規(guī)范，JJF（軍工）162-2017《網(wǎng)絡(luò)分析儀在片測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定了用已知量值的檢驗(yàn)件校準(zhǔn)在片矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的方法，表征的是反射幅度、傳輸幅度和傳輸相位。不適用于在片SOLT校準(zhǔn)件開路電容、短路電感等參數(shù)的校準(zhǔn)，不滿足計(jì)量需求。范圍和主要計(jì)量特性1.計(jì)量技術(shù)規(guī)范的適用范圍；適用于新制造、新購(gòu)置、修理后、使用中的在片SOLT校準(zhǔn)件的校準(zhǔn)。2.以典型儀器或試驗(yàn)設(shè)備（注明儀器型號(hào)）為依據(jù)，提出計(jì)量特性的技術(shù)指標(biāo)，包括其名稱、測(cè)量范圍和最大允許誤差；典型儀器型號(hào)：101190技術(shù)指標(biāo)名稱測(cè)量范圍最大允許誤差/測(cè)量不確定度頻率1GHz~50GHz/開路電容-30fF~-5fF0.1fF~2.0fF（k=2）短路電感-30pH~20pH0.1pH~3.0pH（k=2）負(fù)載電阻45Ω~55Ω±0.3%負(fù)載電感-5pH~15pH0.1pH~3.0pH（k=2）直通延時(shí)0.9ps~1.1ps0.06ps~0.10ps（k=2）傳輸線參考延時(shí)1ps~40ps0.06ps~1.5ps（k=2）傳輸線參考損耗0.10dB~0.95dB0.02dB~0.08dB（k=2）3.主要測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)：校準(zhǔn)用設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定或校準(zhǔn)，滿足使用要求，并在有效期內(nèi)。（1）在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置圖5在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置在片S參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件校準(zhǔn)裝置如圖5所示，包含了多線TRL校準(zhǔn)件、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、多線TRL校準(zhǔn)軟件、微波探針和探針臺(tái)等。頻率范圍：1GHz~50GHz；S21模：0dB~40dB，U=0.13dB~0.40dB（k=2）；S21相位：-180°~180°，U=1.5°~4°（k=2）；S11模：0~1，U=0.015~0.05（k=2）；S11相位：-180°~180°；U：1.5°～180°（k=2）；（2）數(shù)字多用表測(cè)量范圍：30Ω~60Ω；允許誤差：優(yōu)于±0.07%。（3）顯微鏡測(cè)量范圍：100μm~22mm；允許誤差：優(yōu)于±2μm。4.簡(jiǎn)要描述主要計(jì)量項(xiàng)目的技術(shù)原理。在片SOLT校準(zhǔn)件外觀應(yīng)完好無(wú)損。數(shù)字多用表、在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置至少預(yù)熱30min；按被測(cè)在片SOLT校準(zhǔn)件的計(jì)量特性，設(shè)置掃描類型、頻率、掃描點(diǎn)數(shù)、中頻帶寬（應(yīng)不大于200Hz）；根據(jù)多線TRL校準(zhǔn)軟件提示，采用多線TRL校準(zhǔn)件對(duì)在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置用多線TRL方法進(jìn)行校準(zhǔn)。依次將多線TRL校準(zhǔn)件放置于探針臺(tái)，完成自校準(zhǔn)。然后開始測(cè)試，步驟如下：（1）開路電容(a)在在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置探針端口1和探針端口2連接在片開路校準(zhǔn)件；(b)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S11，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；(c)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S22，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；圖6在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)在片SOLT校準(zhǔn)件示意圖(d)開路電容如式（1）和（2）所示。（1）（2）其中，（3）式中：——開路校準(zhǔn)件1端口電容值，F(xiàn)；——開路校準(zhǔn)件2端口電容值，F(xiàn)；——開路校準(zhǔn)件1端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——開路校準(zhǔn)件2端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——特征阻抗，50Ω；——角頻率，rad/s；f——頻率，Hz。（2）短路電感(a)在在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置探針端口1和探針端口2連接在片短路校準(zhǔn)件；(b)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S11，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；(c)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S22，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；(e)短路電感如式（4）和（5）所示。（4）（5）式中：——短路校準(zhǔn)件1端口電感值，H；——短路校準(zhǔn)件2端口電感值，H；——短路校準(zhǔn)件1端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——短路校準(zhǔn)件2端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——特征阻抗，50Ω；——角頻率，rad/s；f——頻率，Hz。（3）負(fù)載電阻用數(shù)字多用表電阻測(cè)量功能測(cè)量負(fù)載校準(zhǔn)件的直流電阻。(a)數(shù)字多用表選擇電阻測(cè)量功能，將微波探針同軸端連接至數(shù)字多用表；(b)將微波探針的探針尖壓于短路校準(zhǔn)件上，將數(shù)字多用表電阻讀書歸零，測(cè)量示意圖如圖7所示；(c)將微波探針的探針尖壓于負(fù)載校準(zhǔn)件上，讀取并記錄負(fù)載電阻值測(cè)量示意圖如圖8所示。圖7數(shù)字多用表測(cè)量短路校準(zhǔn)件電阻示意圖圖8數(shù)字多用表測(cè)量負(fù)載校準(zhǔn)件電阻示意圖（4）負(fù)載電感(a)在在片S參數(shù)校準(zhǔn)裝置探針端口1和探針端口2連接在片負(fù)載校準(zhǔn)件；(b)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S11，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；(c)設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S22，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為實(shí)部Real和虛部Imaginary；(e)負(fù)載電感如式（6）和（7）所示。（6）（7）式中：——負(fù)載校準(zhǔn)件1端口電感值，H；——負(fù)載校準(zhǔn)件2端口電感值，H；——負(fù)載校準(zhǔn)件1端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——負(fù)載校準(zhǔn)件2端口反射系數(shù)實(shí)部和虛部測(cè)量值；——負(fù)載校準(zhǔn)件1端口電阻值，Ω；——負(fù)載校準(zhǔn)件2端口電阻值，Ω；——特征阻抗，50Ω；——角頻率，rad/s；f——頻率，Hz。（5）直通延時(shí)(a)用多線TRL校準(zhǔn)軟件得到直通校準(zhǔn)件的有效介電常數(shù)，如公式（8）~（15）所示；（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）式中：i——第i個(gè)傳輸線；j——第j個(gè)傳輸線；Mi——第i個(gè)傳輸線的傳輸矩陣；X、Y——多線TRL校準(zhǔn)時(shí)兩個(gè)誤差網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣；、——Mij的特征值；——傳輸線傳播常數(shù)；——傳輸線衰減常數(shù)；——角頻率，rad/s；——有效介電常數(shù)；——光在真空中的傳播速度，3×108m/s。(b)用顯微鏡測(cè)量直通校準(zhǔn)件的長(zhǎng)度，測(cè)量示意圖如圖9所示，根據(jù)式（16）計(jì)算直通校準(zhǔn)件的延時(shí)。（16）式中：——直通校準(zhǔn)件的延時(shí)，s；——直通校準(zhǔn)件的長(zhǎng)度，m；1——探針與直通校準(zhǔn)件接觸的長(zhǎng)度，一般取7×10-5m；——光在真空中的傳播速度，3×108m/s；——直通校準(zhǔn)件的有效介電常數(shù)。圖9顯微鏡測(cè)量直通長(zhǎng)度示意圖（6）傳輸線參考延時(shí)(a)用多線TRL校準(zhǔn)軟件得到傳輸線（根據(jù)被校在片直通校準(zhǔn)件的定義選擇相應(yīng)的傳輸線，如101190選擇3500μm長(zhǎng)的傳輸線）的有效介電常數(shù)，如公式（8）~（15）所示；(b)用測(cè)量顯微鏡測(cè)量傳輸線的長(zhǎng)度，測(cè)量示意圖如圖10所示，根據(jù)式（17）計(jì)算傳輸線的參考延時(shí)。（17）式中：——傳輸線的參考延時(shí)，s；——傳輸線的長(zhǎng)度，m；1——探針與傳輸線接觸的長(zhǎng)度，一般取7×10-5m；——光在真空中的傳播速度，3×108m/s；——傳輸線的有效介電常數(shù)。圖10顯微鏡測(cè)量傳輸線長(zhǎng)度示意圖（7）傳輸線參考損耗(a)用多線TRL校準(zhǔn)軟件得到傳輸線的衰減常數(shù)，如公式（8）~（15）所示；(b)用顯微鏡測(cè)量傳輸線（根據(jù)被校在片直通校準(zhǔn)件的定義選擇相應(yīng)的傳輸線，如101190選擇3500μm長(zhǎng)的傳輸線）的長(zhǎng)度，測(cè)量示意圖如圖10所示，根據(jù)式（18）計(jì)算傳輸線的參考損耗；（18）式中：——傳輸線的長(zhǎng)度，m；——40GHz時(shí)傳輸線的參考損耗值，dB；——40GHz時(shí)傳輸線的衰減常數(shù)，dB/m。水平□國(guó)際先進(jìn)█國(guó)內(nèi)先進(jìn)國(guó)內(nèi)外情況簡(jiǎn)要說(shuō)明1.與國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)規(guī)范之間的關(guān)