La métrologie : une science au cœur des technologies contemporaines>
On-Wafer Calibration for Nanodevice Characterization up to 110 GHz
Daouda Seck  1, 2@  , Djamel Allal  2, *@  , Kamel Haddadi  3, *@  
1 : Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
Centrale Lille, Université de Lille, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Polytechnique Hauts-de-France, Junia, CNRS
[Univ. Lille, CNRS, Centrale Lille Institut, Junia, Univ. Polytechnique Hauts-de-France] ––Laboratoire Central – Cité Scientifique – Avenue Poincaré – CS 60069 – 59652 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX -  France
2 : Laboratoire National de Métrologie et d'Essais [Trappes]  (LNE)
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29 avenue Roger Hennequin 78197 Trappes cedex -  France
3 : Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
Centrale Lille, Université de Lille, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Polytechnique Hauts-de-France, Junia
[Univ. Lille, CNRS, Centrale Lille Institut, Junia, Univ. Polytechnique Hauts-de-France] ––Laboratoire Central – Cité Scientifique – Avenue Poincaré – CS 60069 – 59652 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX -  France
* : Auteur correspondant

Des structures d'étalonnage miniaturisées sur wafer pour une caractérisation précise des nanodispositifs jusqu'à 110 GHz sont proposées. La conception proposée intègre des sections à l'échelle micrométrique et nanométrique reliées par une transition conique, assurant une adaptation d'impédance tout en maintenant une cohérence géométrique. Les caractéristiques de propagation (constante de propagation, permittivité et impédance caractéristique) des structures coplanaires (CPW) nano et micro sont évaluées de manière analytique et expérimentale, en utilisant les algorithmes d'étalonnage : TRL (Thru-Reflect-Line) et Multiline-TRL. Les résultats montrent la validité, mais aussi les limites de l'approche. Ces résultats contribuent à l'établissement des étalons de paramètres S traçables, améliorant la fiabilité de la caractérisation sur wafer à l'échelle nanométrique.

Miniaturized on-wafer calibration structures for accurate nanodevice characterization up to 110 GHz are proposed. The proposed design integrates microscale and nanoscale sections connected by a tapered transition, ensuring impedance matching while maintaining geometric consistency. The propagation characteristics (propagation constant, permittivity and characteristic impedance) of nano and micro coplanar waveguide (CPW) structures are evaluated analytically and experimentally, using TRL (Thru-Reflect-Line) and multiline-TRL calibration algorithms. The results show the validity, but also the limitations of the approach s. These results contribute to the establishment of traceable S-parameter standards, enhancing the reliability of nanoscale on-wafer characterization.


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