DOI: 10.1051/rfm/2010005 Étalonnage d’un analyseur de réseau vectoriel à partir d’un atténuateur pour des mesures sous pointes Attenuator based vector network analyser calibration for on-wafer measurements Djamel ALLAL 1 , Mebrouk BAHOUCHE 2 , Eric BERGEAULT 2 et Alexis LITWIN 1 1 LNE, 29 Avenue Roger Hennequin, 78197 Trappes Cedex, France, djamel.allal@lne.fr 2 TelecomParistech, 46 Rue Barrault, 75634 Paris Cedex 13, France. Résumé Dans le cadre de nos travaux sur la traçabilité des mesures de pa- ramètres S réalisées sous pointes, nous proposons une méthode per- mettant de déterminer l’impédance de référence de la technique d’éta- lonnage TRA utilisée pour les analyseurs de réseau vectoriels. Nous montrons qu’il est possible de déterminer l’impédance de référence de l’étalonnage à partir d’une procédure d’étalonnage TRA modifiée pour réduire les incertitudes de mesures. Les résultats de mesure, comparés à ceux obtenus en utilisant la technique d’étalonnage de référence mul- tiline TRL, montrent l’efficacité de la méthode jusqu’à 45 GHz. MOTS CLÉS : ANALYSEUR DE RÉSEAU VECTORIEL, PARA- MÈTRES S , MESURE SOUS POINTES, ÉTALONNAGE TRA. Abstract We propose a method to determine the reference impedance of the TRA calibration technique for vector network analysers. This method was developed within the framework of our activity on traceability of on-wafer S parameters measurements. Starting from a modified TRA calibration procedure, we demonstrate the possibility to determine the calibration reference impedance, and leading to a significant reduction of the measurement uncertainties. In comparison with results obtained using the reference multiline TRL calibration technique, the results that we obtain show the efficiency of the present method. KEY WORDS : VECTOR NETWORK ANALYSER, S PARAMETERS, ON-WAFER MEASUREMENTS, TRA CALIBRATION. 1. Introduction La procédure d’étalonnage TRL (through-reflect- line)[1] pour laquelle l’impédance de référence est égale à l’impédance caractéristique de la ligne étalon est lar- gement utilisée pour le calibrage de l’analyseur de ré- seau vectoriel. La valeur de l’impédance caractéristique sur des substrats à faibles pertes peut être obtenue à par- tir de la connaissance de la constante de propagation γ et de la capacité linéique C de la ligne [2]. En conséquence, l’étalonnage TRL est la méthode la plus appropriée pour établir la traçabilité aux unités du SI. Par ailleurs, sa li- mitation en bande passante peut être surmontée à l’aide de la technique multiline TRL [3], qui prévoit une réduc- tion des erreurs aléatoires en connectant des lignes sup- plémentaires de différentes longueurs. Les inconvénients de la méthode TRL proviennent de la surface importante requise sur le wafer, entraînant donc un surcoût non né- gligeable ainsi qu’un temps de mesure important. C’est la raison pour laquelle, d’autres techniques d’étalonnage de type Txx ou Lxx telles que les pro- cédures LRM (line-reflect-match) et TRA (through- reflect-attenuator) peuvent représenter un réel intérêt [4]. Néanmoins, la difficulté rencontrée réside dans la déter- mination précise de l’impédance de référence (étalon), à savoir l’impédance de la charge adaptée (match) pour la LRM ou les impédances d’entrée et de sortie de l’atténua- teur étalon pour la TRA. Finalement, bien que ces tech- niques soient plus pratiques à mettre en oeuvre, des me- sures complémentaires ou des modèles électriques fiables des étalons doivent être établis afin de déterminer avec précision l’impédance de référence. ÉTALONNAGE D’UN ANALYSEUR DE RÉSEAU VECTORIEL À PARTIR D’UN ATTÉNUATEUR POUR ... 21