DE112004002022T5 - Messsonden-Prüfstruktur - Google Patents

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Abstract

Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit:
(a) einem von dem Substrat gestützten ersten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(b) einem von dem Substrat gestützten zweiten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(c) einem von dem Substrat gestützten dritten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(d) einem von dem Substrat gestützten vierten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn einer weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(e) einem von dem Substrat gestützten fünften leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(f) einem von dem Substrat gestützten sechsten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden;
(g) bei dem das...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kalibrierstrukturen bzw. Kalibrieranordnungen für Messsondenvorrichtungen, und insbesondere verbesserte Kalibrierstrukturen zum Supprimieren unerwünschter elektromagnetischer Moden, die von dem Substrat der Kalibrierstruktur herrühren.
  • Koplanare Transmissionsstrukturen, beispielsweise koplanare Wellenleiter, koplanare Streifenleitungen, koplanare Schlitzleitungen und dgl., werden bei einer großen Anzahl elektronischer Applikationen verwendet. Zum Beispiel werden koplanare Wellenleiter in Messsonden verwendet, die dazu geeignet sind, Halbleiter bei Frequenzen von mehreren GHz zu messen, wie zum Beispiel in dem U.S. Patent 4,697,143 beschrieben ist. Die in dem '143 Patent beschriebene Messsonde besitzt ein Aluminiumsubstrat mit nahezu dreieckiger Form, auf dem ein koplanarer Wellenleiter gebildet ist, welcher zur Dreiecksspitze hin verjüngt ausgebildet ist. Ein mikrowellenabsorbierendes Bulkmaterial, das Eisen oder Ferrit enthält und einen hohen magnetischen Verlustkoeffizient besitzt, wird an beiden Oberflächen des Substrats angebracht, um den Effekt ungewollter Ausbreitungsmoden zu verringern. Eine dieser Ausbreitungsmoden besitzt eine Energie, die sich bis zu dem Messsondensubstrat ausbreitet und von dem Messsondenbefestigungsblock reflektiert wird und zurück zu dem Substrat gelangt, was zu unerwünschten Verzerrungen der Messsignale führt.
  • Messsonden gestatten relativ genaue On-Wafer Messungen von sehr kleinen Bauteilen, beispielsweise von Transistoren, Spulen, Kondensatoren, Widerständen und dgl., bei Frequenzen von null Hz (Gleichstrom) bis einigen hundert GHz. Werden ein oder mehrere solcher Messsonden verwendet, können relativ genaue Messungen vorgenommen werden, die zu einem Vektor-Netzwerkanalysator verbunden sind, wobei das System im Anschluss unter Verwendung eines Kalibriersubstrats kalibriert wird. Das Kalibriersubstrat besitzt verschiedene Arten von darauf gebildeten, planaren Kalibrierelementen, beispielsweise Kalibrierelemente vom LRL („line-reflect-line")-Typ, Kalibrierelemente vom LRM ("line-reflect-match")-Typ, Kalibrierelemente vom OSL-T ("open-short-load-through")-Typ und dgl. Abweichungen vom idealen Antwortverhalten der Kombination aus Messsonde/Kalibriersubstrat werden in dem Netzwerkanalysator gespeichert, und es werden normalerweise Softwarealgorithmen verwendet zur Kompensation der erfassten Abweichungen sowie des nicht idealen Antwortverhaltens des Netzwerkanalysators und der Grenzfläche der Messsonde.
  • Das Kalibriersubstrat befindet sich auf einem leitfähigen Halter und wird normalerweise mittels Vakuum in Position gehalten. Der leitfähige Halter dient als Masseebene für die unerwünschten Mikrostreifenmoden, wenn ein Signal an der Messsonde angelegt wird. Zusätzlich zu den unerwünschten Mikrostreifenmoden breiten sich unerwünschte Oberflächenwellenmoden durch das Substrat aus. Abstandsstücke aus Quarz wurden unterhalb des Kalibriersubstrats gelegt, um in dem Kalibriersubstrat erzeugte Störmoden zu verringern. Selbst mit den Abstandsstücken aus Quarz erzeugen die Störmoden jedoch weiterhin Resonanzen, beispielsweise in dem Verhältnis von eingehendem zu reflektierten Signal, wie es von dem Netzwerkanalysator gemessen wird.
  • Erfolglose Versuche sind unternommen worden, um die Oberflächenwellenmoden auf dem Kalibriersubstrat dadurch zu verringern, dass eine begrenzte Menge an verlustreichem Material, beispielsweise Nickelchrom (Nickelchromlegierung), entlang gegenüberliegender Ränder der Kalibrierelemente aufgebracht wird. Die Abmessungen des Nickelchrommaterials sind jedoch sehr viel kleiner als die Wellenlänge des Signals, das in das Kalibrierelement eingekoppelt wird. Deshalb besitzt es eine sehr geringe Wirkung hinsichtlich der Oberflächenwellenmoden, die sich entlang der unteren Oberfläche des Substrats ausbreiten. Zusätzlich besitzt es geringe Wirkung hinsichtlich der von dem leitfähigen Halter erzeugten Mikrostreifenmoden, der als Masseebene für die Kalibrierelemente dient.
  • Bezugnehmend auf die 1 ist eine Querschnittsansicht der koplanaren Transmissionsstruktur 10 gezeigt, die in dem U.S. Patent 5,225,796 beschrieben ist. Die koplanare Transmissionsstruktur 10 umfasst ein Substrat 12 mit einer koplanaren Transmissionsleitung 14, die als ein koplanarer Transmissionswellenleiter gezeigt ist, und die auf einer Oberfläche desselben gebildet ist. Das Substrat 12 ist aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Aluminium oder Saphir, gebildet. Die koplanare Transmissionsleitung 14 kann ebenso eine wie in 2 gezeigte koplanare Streifenleitung sein. Der koplanare Transmissionswellenleiter 14 umfasst einen mittleren Streifen 16 mit zwei Masseebenen 18 und 20, die parallel zu und in der Ebene der Streifenleitung 16 angeordnet sind. Die koplanare Transmissionsleitung 14 bestimmt die elektromagnetische Strahlungsmode, die sich entlang der Transmissionsleitung 14 ausbreitet, beispielsweise als quasi-TEM Ausbreitungsmode. Die gegenüberliegen de Oberfläche des Substrats 12 besitzt eine Schicht aus darauf gebildetem verlustreichem Widerstandsmaterial 22, beispielsweise Nickelchrom, Tantalnitrid oder dgl.
  • Die Verwendung eines verlustreichen Widerstandmaterials zielt darauf ab, die störenden dämpfenden oder sich ausbreitenden elektromagnetischen Moden der koplanaren Transmissionsstruktur abzuschwächen. 2A zeigt eine Draufsicht einer koplanaren Transmissionsstruktur mit einer asymmetrischen koplanaren Streifenleitung 24, die auf einer Oberfläche eines Saphirsubstrats 26 gebildet ist. Eine Nickelchromschicht 28 ist benachbart der Masse der Streifenleitung 27 abgeschieden und damit verbunden. Die Querschnittsansicht der 2B zeigt einen weiteren Ansatz, um verlustreiches Material hinzuzufügen, wobei die Nickelchromschicht 13 auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 26 gebildet ist.
    •
  • Unglücklicherweise ergeben die in den 1 und 2 gezeigten Strukturen relativ verzerrte Signale über einen großen Frequenzbereich. Die Verzerrung ergibt sich aus den unerwünschten Moden, die sich in dem Substrat ausbreiten. Die genaue Ursache der unerwünschten Moden ist unbekannt, was zu Schwierigkeiten bei der Verringerung der unerwünschten Moden führt. Die Verzerrungspegel sind hinreichend groß, dass im Hinblick auf genaue Messungen das Kalibriersubstrat schlichtweg keine Wirkung zeigt.
  • Ein von der „Cascade Microtech" aus Beaverton, Oregon erhältliches Kalibriersubstrat umfasst eine Reihe von Kalibrierstrukturen. Bezugnehmend auf die 3 umfassen die Kalibrierstrukturen eine Reihe leitfähiger Elemente 54, die von dem Substrat gestützt und räumlich über dem Substrat angeordnet sind. Ähnliche leitfähige Elemente sind zu einem Feld angeordnet. Um das Frequenzverhalten wirkungsvoll zu erhöhen und das Frequenzverhalten der Mikrostreifenmode der leitfähigen Elemente zur Basis des Substrats zu glätten, befindet sich eine geringe Menge an Widerstandsmaterial 56 benachbart dem Ende eines jeden leitfähigen Elements. Die breiteren leitfähigen Elemente sind ungefähr 525 µm breit und die dünneren leitfähigen Elemente sind ungefähr 100 µm breit, und es besteht ein Abstand von ungefähr 750 µm zwischen den Spalten des leitfähigen Materials. Das Widerstandsmaterial besitzt eine Länge von ungefähr 150 µm und eine Breite, die gleich der des leitfähigen Materials ist. Die Länge der leitfähigen Elemente beträgt ungefähr 1.400 µm. Die Spalte der leitfähigen Elemente 60 ist für offene Kalibrierprüfungen („open"), die Spalte der leitfähigen Elemente 62 ist für Kalibrierprüfungen unter Last („load"), die Spalte der leitfähigen Elemente 64 ist für Kalibrierprüfungen mit Kurzschluss („short"), die Spalte der leitfähigen Elemente 66 ist für Leitfähigkeitsprüfungen mit Durchgang („through") und die Spalte der leitfähigen Elemente 68 ist für Leitfähigkeitsprüfungen mit Schleife und Durchgang („loop back through") gedacht.
  • Während eine verbesserte Messgenauigkeit vorgesehen wird, umfasst die resultierende Struktur eine Resonanz bei ungefähr 33 GHz mit einer Abweichung von ungefähr 0,10–0,15 dB von null (0 dB), wenn eine Kalibrierstruktur mit Kurzschluss gemessen wird (S11-Messung), wie in 4 gezeigt ist. Der S11-Wert in dB wird als 20*log(x) berechnet, wobei x der Wert des Rücklaufsignals ist und der Eingang auf 1 normalisiert ist. Diese Resonanz erschwert das Prüfen von Halbleitern im allgemeinen Bereich von 33 GHz, da die Kalibrierung des Systems schwierig ist. Im Falle eines resonanten Systems ist Q ein Maß für die Breite der Resonanzspitze im Frequenzverhalten des Systems und ist umgekehrt proportional zur Dämpfung in dem System und kann ebenso als die Blindkomponente über der Wirkkomponente der Impedanz, die die Resonanz verursacht, betrachtet werden. Beispielsweise ist Q = (mittlere Frequenz in Hz)/(Bandbreite (0,707-fache (3 dB Wertverringerung) unter dem maximalen Wert bei der mittleren Frequenz)). Bezugnehmend auf die 4 beträgt der Q-Faktor der Impedanz, die die Resonanz bei 33 GHz verursacht, ungefähr 22.
  • Wünschenswert sind Kalibrierstrukturen, die ungewollte Störmoden verringern.
    •
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer koplanaren Transmissionsstruktur.
  • 2A–B sind Ansichten in Draufsicht und im Querschnitt von koplanaren Streifenleitungen, die Widerstandsschichten enthalten.
  • 3 stellt ein bestehendes Kalibriersubstrat dar.
  • 4 stellt eine S11-Antwort auf einen Kurzschluss dar ohne widerstandsmäßige Beendigung der Mikrostreifenmode.
  • 5 stellt ein modifiziertes Kalibriersubstrat dar.
  • 6A bis 6E stellen Kalibrierbereiche dar.
  • 7 stellt einen LC-Schaltkreis dar.
  • 8 stellt einen LCR-Schaltkreis dar.
  • 9 stellt eine S11-Antwort auf einen Kurzschluss dar ohne widerstandsmäßige Beendigung der Mikrostreifenmode.
  • 10 stellt ein Smith-Diagramm der Impedanzanpassungen der Messsondenimpedanz ohne Widerstandsmaterial dar.
  • 11 stellt ein Smith-Diagramm der Impedanzanpassungen der Messsondenimpedanz mit begrenztem Widerstandsmaterial dar.
  • 12 stellt eine weitere Kalibrierstruktur dar.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Bezugnehmend auf die 5 ist ein Kalibriersubstrat dargestellt, das ein oder mehrere leitfähige Elemente umfasst. Die Strukturen auf dem Kalibriersubstrat werden vom Hersteller mit einem gewissen Grad an Genauigkeit modelliert, so dass die Messsonde, der Netzwerkanalysator und die Verkabelung zwischen der Messsonde und dem Netzwerkanalysator mit einem gewissen Grad an Exaktheit genauestens modelliert werden können.
  • Die bevorzugten Abmessungen beinhalten, dass die breiteren leitfähigen Elemente ungefähr 525 µm breit sind und die dünneren leitfähigen Elemente ungefähr 100 µm breit sind. Die Länge der Leiter beträgt vorzugsweise 1.400 µm. Die Säule der leitfähigen Elemente 160 ist für offene Kalibriertests, die Säule der leitfähigen Elemente 162 ist für Lastkalibriertests, die Säule der leitfähigen Elemente 164 ist für Kalibriertests mit Kurzschluss, die Säule der leitfähigen Elemente 166 ist für Leitfähigkeitstests mit Durchgang und die Säule der leitfähigen Elemente 168 ist für Leitfähigkeitstests mit Schleifen und Durchgang gedacht. Allgemein befinden sich die Signalbahnen auf den kleinen leitfähigen Bereichen innerhalb jedes großen leitfähigen Bereichs. Auf ähnliche Weise befinden sich allgemein die Massebahnen auf den größeren leitfähigen Bereichen. In einigen Fällen sind die leitfähigen Signal- und Masseabschnitte miteinander verbunden. Bezugnehmend auf die 6A umfasst zum Beispiel der offene Leitfähigkeitstest 160 für einen dualen Bahntest ein Paar leitfähige Signalbereiche 200 und 202 und einen leitfähigen Massebereich 204. Bezugnehmend auf die 6B umfasst zum Beispiel der Leitfähigkeitstest 162 für einen dualen Bahntest ein Paar leitfähige Signalbereiche 210 und 212 und einen leitfähigen Massebereich 214, wobei die jeweiligen leitfähigen Bereiche 210 und 212 über ein Widerstandsmaterial 216 verbunden sind, beispielsweise ein Widerstandsmaterial mit 50 Ohm/Flächeneinheit. Bezugnehmend auf die 6C umfasst zum Beispiel der Leitfähigkeitstest 164 mit Kurzschluss für einen dualen Bahntest ein Paar leitfähige Signalbereiche 220 und 222 und einen leitfähigen Massebereich 224, der mit den leitfähigen Signalbereichen 220 und 222 elektrisch verbunden ist. Bezugnehmend auf die 6D umfasst zum Beispiel der Leitfähigkeitstest mit Durchgang 166 für einen dualen Bahntest ein Paar leitfähige Signalbereiche 230 und 232 und einen leitfähigen Massebereich 234. Bezugnehmend auf die 6E umfasst zum Beispiel der Leitfähigkeitstest mit Schleife 168 für einen dualen Bahntest ein Paar leitfähige Signalbereiche 240 und 242 und einen leitfähigen Massebereich 244.
  • Die Kalibrierung kann jedes beliebige Verfahren umfassen, wie zum Beispiel LRM ("line-reflect-match"), SOL ("short-open-load"), TRL ("through-reflect line"), LRRM ("line-reflect-reflect-match"), SOLT ("short-open-load-through") und SOLR ("short-open-load-reciprocal") Verfahren. Abweichungen vom idealen Antwortverhalten der Kombination aus Messsonde und Kalibriersubstrat werden in dem Netzwerkanalysator gespeichert und Softwarealgorithmen können verwendet werden, um diese erfassten Abweichungen sowie das nicht ideale Antwortverhalten des Netzwerkanalysators und die Grenzfläche zur Messsonde zu kompensieren.
  • Der vorliegende Erfinder zog diese Effekte der Resonanzfrequenz, die bei ungefähr 33 GHz bei der in 3 gezeigten Struktur auftritt, in Betracht. Der vorliegende Erfinder vermutete, dass eine mögliche Erklärung für den beobachteten Effekt darin liegt, dass es eine signifikante Kapazität "CStruktur" zwischen benachbarten Säulen der Kalibrierstrukturen mit Widerstand/Leiter/Widerstand gibt. Während des Kalibrierprozesses gibt es zusätzlich eine weitere signifikante Kapazität "CMesssonde" zwischen der Messsonde selbst und der benachbarten Kalibrierstruktur zu derjenigen, die getestet wird. Während des Kalibrierprozesses hat die Massebahn der Messsondenspitze ferner eine signifikante Induktivität LSpitze. Wie in 7 dargestellt ist, führt das resultierende Paar an Kapazitäten CStruktur Und CMesssonde zusammen mit der Induktivität LSpitze zu einer Spule-Kondensator (LC)-Resonanzstruktur.
  • Diese LC-Resonanzstruktur variiert dadurch, dass eine zusätzliche Induktivität der Messsondenspitze und eine zusätzliche gegenseitige Induktivität zwischen den Messsondenspitzen enthalten ist, wenn das Substrat für die Kalibrierung einer dualen (oder mehr) Signalbahn-Messsonde verwendet wird. Zum Beispiel kann die Messson de eine Struktur aus Masse/Signal/Masse/Signal/Masse umfassen, bei der die beiden Signalbahnen sich auf unterschiedlichen leitfähigen Elementen während der Kalibrierung befinden. Das Substrat kann gleichermaßen für Kalibrierungen mit einem einzigen Anschluss zwischen einem Messsondenpaar oder für Kalibrierungen mit einer einzigen Messsonde oder einem bis mehreren Anschlüssen verwendet werden. In den meisten Fällen können die Signalleitungen für den Eingang oder den Ausgang, oder beides, verwendet werden.
  • Die Erkenntnis, dass zwischen leitfähigen Abschnitten des Substrats eine Kapazität vorhanden ist, ermöglicht einen Einblick in eine potentielle Ursache der unerwünschten Verzerrung. Ein Verfahren zur Modifikation der Verzerrung kann darin bestehen, indem die leitfähigen Elemente mit einem größeren Abstand zueinander angeordnet werden. Dies führt zu einer Abnahme der Kapazität zwischen den leitfähigen Elementen. Während die Kapazität zwischen den leitfähigen Elementen abnimmt, erhöht sich die Resonanzfrequenz des effektiven LC-Schaltkreises. Mit hinreichender Zunahme der Resonanzfrequenz kann diese bei einer Frequenz auftreten, die bei der Messung keine Rolle spielt, beispielsweise oberhalb 200 GHz. Unglücklicherweise führt der größere Abstand zwischen den leitfähigen Elementen zu einer geringeren Anzahl an Kalibrierstrukturen auf dem Substrat, die nach wiederholter Verwendung verschlissen werden.
  • Eine weitere Resonanz kann dann auftreten, wenn die Länge und die Breite des Masseleiters sich einer halben Wellenlänge bei den in Frage kommenden Frequenzen nähert. In diesem Fall koppeln CMesssonde und CStruktur zusätzlich zu solchen Resonatoren, die weiter die erwünschten Signale verzerren können.
  • Um ein besser geeignetes Kalibriersubstrat vorzusehen, während gleichzeitig die identifizierten Resonanzen verringert werden, erkannte der vorliegende Erfinder, dass ein Widerstandselement 170 in dem LC-Schaltkreis enthalten sein sollte, um gewissermaßen einen LCR-Schaltkreis vorzusehen, wie er in 8 dargestellt ist. Das zusätzliche Widerstandselement RStruktur ist hinreichend, um die Resonanzaspekte der Struktur auf ein hinreichend geringes Niveau abzudämpfen. Bei der bevorzugten Struktur verbindet das Widerstandselement die zwei benachbarten leitfähigen Elemente. Messungen, die von der modifizierten Struktur herrühren, zeigen eine Abweichung vom Idealfall von weniger als 0,02 dB bei einer Messung der kurzgeschlossenen Struktur (S11-Messung). Im Gegensatz dazu besaßen die zuvor existierenden Strukturen, die ein Widerstandsmaterial umfassten, keinen hinreichend breiten Widerstandsbereich, um die Resonanz(en), egal welchen Ursprunges, zu verringern. Der vorliegende Erfinder vermutete, dass die schmalen Widerstände von bereits existierenden Strukturen eine nicht hinreichende Kapazität zwischen dem Widerstandsmaterial und der Masseebene vorsehen, so dass ein kleiner Strom in das Widerstandsmaterial fließt, was zu einem relativ hohen Q-Faktor führt. Entsprechend vermutete der vorliegende Erfinder, dass mit dem zusätzlichen Widerstandsmaterial oder dem zusätzlichen Widerstand eine hinreichende Kapazität zwischen dem Widerstandsmaterial und der Masseebene besteht, so dass ein hinreichender Strom in das Widerstandsmaterial fließt, und so der Q-Faktor der Resonatorstruktur, die durch den Masseleiter erzeugt wird, herabgesenkt wird.
  • Die modifizierte Struktur besitzt eine zuvor nicht erreichbare Charakteristik mit einem Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 5 GHz und 100 GHz, vorzugsweise zwischen 10 GHz und 70 GHz, und noch bevorzugter zwischen 20 und 60 GHz, und noch weiter bevorzugt zwischen 30 GHz und 50 GHz, oder/und bevorzugt einen Verlust von weniger als 0,025 dB zwischen diesen Bereichen (S11-Messung). Diese Messung kann als die Vektordifferenz zwischen der S11 der Struktur und der S11 eines relativ zuverlässigen Kurzschlusses ("short") oder Durchganges ("open") charakterisiert werden. Weiterhin gestattet die modifizierte Struktur eine deutliche Verringerung des Q-Faktors der Resonanz, beispielsweise auf einem Wert von weniger als 5, und noch bevorzugter weniger als 3, und weiterhin bevorzugt weniger als 2, und noch weiter bevorzugt weniger als ungefähr 1. Während das Widerstandsmaterial vorzugsweise mit beiden leitfähigen Materialien verbunden ist und über den gesamten Abstand zwischen den leitfähigen Materialien verläuft, so kann gleichermaßen weniger Widerstandsmaterial, falls erwünscht, verwendet werden. Zum Beispiel kann das Widerstandsmaterial sich über mindestens 50% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen erstrecken, noch bevorzugter über mindestens 75% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen, und noch bevorzugter über mindestens 90% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen, und weiterhin bevorzugt über mindestens 95% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen. Weiterhin kann das Widerstandsmaterial zwischen den Säulen des leitfähigen Materials enthalten sein und sich über den gesamten Abstand zwischen den leitfähigen Materialien erstrecken. Es kann ebenso weniger Widerstandsmaterial zwischen den Säulen der leitfähigen Materialien enthalten sein, falls erwünscht, und noch bevorzugter zwischen den leitfähigen Materialien. Zum Beispiel kann sich das Widerstandsmaterial über mindestens 50% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen erstrecken, noch bevorzugter über mindestens 75% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen, und noch weiter bevorzugt über mindestens 90% des Abstandes zwischen den leitfä higen Elementen, und noch weiter bevorzugt über mindestens 95% des Abstandes zwischen den leitfähigen Elementen.
  • Als Darstellung wurde ein Test ohne zusätzliches Widerstandsmaterial durchgeführt, und ein Anzeichen für eine Resonanz des leitfähigen Elements scheint dann aufzutreten, wenn die Impedanz der Messsonde und der Systemimpedanz bei ungefähr 22 GHz und 52 GHz, wie in 10 dargestellt ist, angepasst ist. Zusätzlich wird bei 33 GHz die Resonanz beobachtet, während der Kurzschluss an einem leitfähigen Element gemessen wird. Mit benachbarten Widerständen, die einen Widerstand von ungefähr 60 Ohm besitzen, ist die Blindkomponente der Impedanz von 60–j60 bei ungefähr 33 GHz allgemein angepasst, wie in 11 dargestellt ist. Der vorliegende Erfinder vermutete, dass eine weitere potentiale Ursache für diesen Effekt darin besteht, dass das zusätzliche Widerstandsmaterial, wie in 5 gezeigt ist, tatsächlich im Wesentlichen dem Imaginärteil (mit einem Fehler von ≤ 10%) der Modenumwandlung bei dieser Frequenz angepasst ist, um die Resonanz zu verringern oder andererseits zu beseitigen.
  • Basierend auf der voranstehend erwähnten Beobachtung zog der vorliegende Erfinder in Betracht, dass bei dem Kalibrierungsprozess die Messsonde ein Signal vorwiegend in einer einzelnen Mode hält, beispielsweise eine CPW-Mode (koplanarer Wellenleiter). Das Signal, das sich in der CPW-Mode ausbreitet, wird dem Kalibriersubstrat auferlegt. Der Großteil des Signals wird in der CPW-Mode durch das Kalibriersubstrat gehalten. Ein Teil des Signals in der CPW-Mode wird jedoch durch die Kalibrierstrukturen in andere Moden umgewandelt, beispielsweise in eine Mikrostreifenmode zwischen den leitfähigen Elementen und der Unterseite des Substrats. Bei besonderen Frequenzen für besondere Konfigurationen tritt diese Modenumwandlung von CPW in Mikrostreifen deutlich auf, beispielsweise bei 33 GHz, wie voranstehend erläutert wurde. Entsprechend besteht eine Erklärung der nützlichen Wirkungen des Widerstandsmaterials darin, dass es die Mikrostreifenmode in einem Widerstand beendet, der im Wesentlichen gleich seiner charakteristischen Impedanz ist. Falls der Widerstandsbereich nicht mit anderen Leitern verbunden ist, sollte dieser breit genug sein, um eine hinreichende Kapazität zur Masseebene zu erzeugen, um so zu bewirken, dass der Masseleiter sich einer Impedanz gegenüber sieht, die im Wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz der unerwünschten Mode ist (innerhalb ± 25%, und noch bevorzugter innerhalb ± 10%). Das Widerstandsmaterial besitzt vorzugsweise einen Widerstand, der innerhalb ± 25%, und noch bevorzugter innerhalb ± 10%, der charakteristischen Impedanz der Mikrostreifenmode liegt. Ebenso ist die Länge des Widerstandsmaterials vorzugsweise hinreichend, um eine Impedanz vor zusehen, die im Wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz der unerwünschten Mode ist, vorzugsweise innerhalb ± 10%, noch bevorzugter innerhalb ± 25%. Ebenso ist der Bereich des Widerstandsmaterials vorzugsweise hinreichend, um eine Impedanz vorzusehen, die im Wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz der unerwünschten Mode ist, vorzugsweise innerhalb ± 10%, und noch bevorzugter innerhalb ± 25%. Die Dicke des Substrats und/oder ihre Dilektrizitätskonstante ist vorzugsweise hinreichend, so dass der leitfähige Bereich (Masseleiter und/oder Signalleiter) und/oder das Widerstandsmaterial eine Impedanz besitzt, die im Wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz der unerwünschten Mode ist, vorzugsweise innerhalb ± 10%, und noch bevorzugter innerhalb ± 25%.
  • In vielen Fällen steht die charakteristische Impedanz der Mikrostreifenmode zur Masseebene in Beziehung zu dem Verhältnis der Breite des Mikrostreifens (Widerstand und/oder leitfähiger Bereich (Masseleiter und/oder Signalleiter)) zur Dicke des Substrats. Deshalb kann das Widerstandsmaterial als eine sehr verlustreiche Mikrostreifenleitung mit ähnlicher Impedanz angesehen werden, die vorzugsweise eine Länge besitzt, die im Wesentlichen gleich der Länge des Masseleiters ist, und zwar innerhalb ± 10%, innerhalb ± 25%, innerhalb ± 50%, innerhalb ± 75%. Falls das Widerstandselement als eine Reihe von stückhaften Elementen angesehen wird, besitzt eine längere Widerstandsstruktur eine höhere Kapazität zu der Masseebene, und auf diese Weise wird ein Anschlusswiderstand vorgesehen.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann das Widerstandsmaterial eine Länge von mehr als 300 µm besitzen, und vorzugsweise mehr als 500 µm, und noch bevorzugter mehr als 750 µm. Das Widerstandsmaterial kann gleichermaßen die gleiche Breite wie der leitfähige Bereich besitzen, oder ≤ 25% der gleichen Breite. Ebenso kann das Widerstandsmaterial dahingehend charakterisiert werden, dass es einen Gesamtwiderstand (pro Seite) von mehr als 40 Ohm besitzt, vorzugsweise mehr als 45 Ohm, noch bevorzugter mehr als 50 Ohm, und weiterhin noch bevorzugter mehr als 55 Ohm. Des Weiteren können die S11-Charakteristika, die Q-Faktorcharakteristika, die Charakteristika des Widerstandsmaterials und die Blinkomponenten-Charakteristika in Beziehung zu einer einzelnen Kombination eines leitfähigen Elements und eines Widerstandsmaterial stehen, ohne dass es eine Beziehung zu anderen leitfähigen Elementen oder anderen Widerstandselementen gibt.
  • Die hier beschriebenen Beziehungen können unabhängig von der Art des verwendeten Widerstandsmaterials in Betracht gezogen werden. Ebenso gelten die hier beschriebenen Beziehungen vorzugsweise für ein Widerstandsmaterial mit ungefähr 50 Ohm pro Flächeneinheit (± 5%, ± 10%, ± 25%). Falls der Widerstand des Widerstandsmaterials jedoch einen anderen Wert als 50 Ohm pro Flächeneinheit besitzt, so kann die Breite des leitfähigen Bereichs (Masseleiter und/oder Signalleiter) und/oder das Widerstandsmaterial, die Dicke des Substrats, die dielektrische Konstante des Substrats, die Länge des leitfähigen Bereichs (Masseleiter und/oder Signalleiter) und/oder das Widerstandsmaterial derart modifiziert werden, dass die gleichen Verhältnisse und/oder die gleiche charakteristische Impedanz-Anpassung aufrechterhalten werden/wird.
  • Das Substrat kann ein mikrowellenabsorbierendes Material zwischen dem Substrat und dem Halter, falls erwünscht, umfassen. Ferner kann das mirkowellenabsorbierende Material sich an den Seiten und/oder der oberen Oberfläche des Substrats befinden, falls erwünscht. Ebenso kann der Halter beispielsweise leitfähig, isolierend, verlustreich sein, oder er kann eine obere dielektrische Schicht, ein oberes mikrowellenabsorbierendes Material stützen. Zusätzlich können die Charakteristika des Widerstandsmaterials gleichermaßen in den leitfähigen Bereichen auf Kalibriersubstraten für einen einzelnen Kanal enthalten sein, beispielsweise lediglich ein Massebereich und ein Signalbereich.
  • Das Widerstandsmaterial kann unterschiedliche Flächenwiderstände besitzen, um so an unterschiedliche Applikationsbedürfnisse in Abhängigkeit von der charakteristischen Impedanz des zu testenden Bauteils angepasst zu sein. Zusätzlich kann das verlustreiche Material zu unterschiedlichen Formen gemustert sein, um spezifische Applikationsbedürfnisse zu erfüllen.
  • Eine weitere Kalibrierstruktur ist in 12 gezeigt, die für membranartige Messsonden geeignet ist, die von „Cascade Microtech, Inc." aus Beaverton, Oregon erhältlich sind. Die Struktur umfasst leitfähige Bereiche, beispielsweise länglich ausgebildete Masseleiter mit einem Signalleiter zwischen einem Paar von Masseleitern, die durch einen Spalt oder dielektrisches Material getrennt sind. Die leitfähigen Bereiche sind vorzugsweise über Spalten aus dielektrischen Material voneinander beabstandet. Zwischen den unterschiedlichen leitfähigen Bereichen kann dielektrisches oder resistives Material vorhanden sein. Der mittlere Bereich umfasst einen großen leitfähigen Bereich und einzelne Felder für die Messsondenkontakte, die von dem großen leitfähigen Bereich elektrisch isoliert sein können.
  • Die Begriffe und Ausdrücke, die in der voranstehenden Beschreibung benutzt worden sind, werden darin als Begriffe der Beschreibung und nicht als Einschränkung ver wendet, und es besteht bei der Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke keine Absicht dahingehend, äquivalente Merkmale, oder Teile davon, die gezeigt und beschrieben sind, auszuschließen, und es wird klar erkannt, dass der Bereich der Erfindung lediglich durch die im Anschluss folgenden Ansprüche bestimmt und begrenzt ist.
  • Zusammenfassung
  • Messsonden-Prüfstruktur
    • Eine Kalibrierstruktur für Messsondenvorrichtungen.

Claims (66)

  1. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem von dem Substrat gestützten ersten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) einem von dem Substrat gestützten zweiten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (c) einem von dem Substrat gestützten dritten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (d) einem von dem Substrat gestützten vierten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn einer weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (e) einem von dem Substrat gestützten fünften leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (f) einem von dem Substrat gestützten sechsten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (g) bei dem das dritte leitfähige Element und das sechste leitfähige Element voneinander beabstandet sind und ein Widerstandsmaterial sich über mindestens 50% des Abstandes zwischen dem dritten leitfähigen Element und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt.
  2. Substrat nach Anspruch 1, bei dem das Widerstandsmaterial sich über mindestens 75% des Abstandes zwischen dem dritten und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt.
  3. Substrat nach Anspruch 1, bei dem das Widerstandsmaterial sich über mindestens 90% des Abstandes zwischen dem dritten und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt.
  4. Substrat nach Anspruch 1, bei dem das Widerstandsmaterial sich über mindestens 95% des Abstandes zwischen dem dritten und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt.
  5. Substrat nach Anspruch 1, bei dem das Widerstandsmaterial sich über mindestens 100% des Abstandes zwischen dem dritten und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt.
  6. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem von dem Substrat gestützten ersten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) einem von dem Substrat gestützten zweiten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (c) einem von dem Substrat gestützten dritten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (d) einem von dem Substrat gestützten vierten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn einer weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (e) einem von dem Substrat gestützten fünften leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (f) einem von dem Substrat gestützten sechsten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (g) bei dem das dritte leitfähige Element und das sechste leitfähige Element voneinander beabstandet sind und ein Widerstandsmaterial sich zumindest teilweise zwischen dem dritten leitfähigen Element und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt, und bei dem die S11-Charakteristik des ersten, zweiten und dritten leitfähigen Elements einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 30 GHz und 50 GHz besitzt.
  7. Substrat nach Anspruch 6, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 20 GHz und 60 GHz besitzt.
  8. Substrat nach Anspruch 6, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 70 GHz besitzt.
  9. Substrat nach Anspruch 6, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 100 GHz besitzt.
  10. Substrat nach Anspruch 6, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  11. Substrat nach Anspruch 7, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  12. Substrat nach Anspruch 8, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  13. Substrat nach Anspruch 9, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  14. Substrat nach Anspruch 6, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  15. Substrat nach Anspruch 7, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  16. Substrat nach Anspruch 8, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  17. Substrat nach Anspruch 9, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  18. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem von dem Substrat gestützten ersten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) einem von dem Substrat gestützten zweiten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (c) einem von dem Substrat gestützten dritten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (d) einem von dem Substrat gestützten vierten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn einer weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (e) einem von dem Substrat gestützten fünften leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (f) einem von dem Substrat gestützten sechsten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (g) bei dem das dritte leitfähige Element und das sechste leitfähige Element voneinander beabstandet sind und ein Widerstandsmaterial sich zumindest teilweise zwischen dem dritten leitfähigen Element und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt, und bei dem die S11-Charakteristik des ersten, zweiten und dritten leitfähigen Elements einen Q-Faktor von kleiner als 5 zwischen 30 GHz und 50 GHz besitzt.
  19. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 3 ist.
  20. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 2 ist.
  21. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 1,2 ist.
  22. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 5 zwischen 20 GHz und 60 GHz ist.
  23. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 5 zwischen 10 GHz und 70 GHz ist.
  24. Substrat nach Anspruch 18, bei dem der Q-Faktor kleiner als 5 zwischen 5 GHz und 100 GHz ist.
  25. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem von dem Substrat gestützten ersten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) einem von dem Substrat gestützten zweiten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (c) einem von dem Substrat gestützten dritten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (d) einem von dem Substrat gestützten vierten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn einer weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (e) einem von dem Substrat gestützten fünften leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (f) einem von dem Substrat gestützten sechsten leitfähigen Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der weiteren Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (g) bei dem das dritte leitfähige Element und das sechste leitfähige Element voneinander beabstandet sind und ein Widerstandsmaterial sich zumindest teilweise zwischen dem dritten leitfähigen Element und dem sechsten leitfähigen Element erstreckt, und bei dem das Widerstandsmaterial den Imaginärteil der Primärmodenumwandlung zwischen 30 GHz und 50 GHz mit einem Fehler von ≤ 10% anpasst.
  26. Substrat nach Anspruch 25, bei dem die Umwandlung zwischen 20 GHz und 60 GHz liegt.
  27. Substrat nach Anspruch 25, bei dem die Umwandlung zwischen 10 GHz und 70 GHz liegt.
  28. Substrat nach Anspruch 25, bei dem die Umwandlung zwischen 5 GHz und 100 GHz liegt.
  29. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, und ein von dem Substrat gestütztes drittes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, das einen Widerstand umfasst, der einen Resonanzeffekt zwischen 10 GHz und 100 GHz verringert, welcher andererseits dann aufgetreten wäre, wenn das Widerstandsmaterial nicht bis zu einem Pegel von weniger als 50% dessen, was andererseits aufgetreten wäre, enthalten gewesen war.
  30. Substrat nach Anspruch 30, bei dem der Pegel weniger als 75% beträgt.
  31. Substrat nach Anspruch 30, bei dem der Pegel weniger als 90% beträgt.
  32. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, und ein von dem Substrat gestütztes drittes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, das einen Widerstand umfasst, der innerhalb 25% der Blindkomponente der Primärmodenumwandlung zwischen 10 GHz und 100 GHz liegt, die andererseits aufgetreten wäre, wenn das Widerstandsmaterial nicht enthalten gewesen war.
  33. Substrat nach Anspruch 32, bei dem die Umwandlung zwischen 30 GHz und 50 GHz liegt.
  34. Substrat nach Anspruch 32, bei dem der innerhalb 10% liegt.
  35. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, und ein von dem Substrat gestütztes drittes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, das eine Länge besitzt, die größer als 300 µm ist.
  36. Substrat nach Anspruch 35, bei dem die Länge größer als 500 µm ist.
  37. Substrat nach Anspruch 35, bei dem die Länge größer als 750 µm ist.
  38. Substrat nach Anspruch 35, bei dem das Widerstandsmaterial einen Widerstand von mehr als 40 Ohm besitzt.
  39. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, und ein von dem Substrat gestütztes drittes leitfähiges Ele ment, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, das einen Widerstand von mehr als 30 Ohm besitzt.
  40. Substrat nach Anspruch 39, bei dem der Gesamtwiderstand mehr als 40 Ohm ist.
  41. Substrat nach Anspruch 39, bei dem der Gesamtwiderstand mehr als 50 Ohm ist.
  42. Substrat nach Anspruch 39, bei dem der Gesamtwiderstand mehr als 60 Ohm ist.
  43. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer zweiten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, und ein von dem Substrat gestütztes drittes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, und bei dem die S11-Charakteristik des ersten, zweiten und dritten leitfähigen Elements einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 30 GHz und 50 GHz besitzt.
  44. Substrat nach Anspruch 43, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 20 GHz und 60 GHz besitzt.
  45. Substrat nach Anspruch 43, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 70 GHz besitzt.
  46. Substrat nach Anspruch 43, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 100 GHz besitzt.
  47. Substrat nach Anspruch 43, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  48. Substrat nach Anspruch 44, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  49. Substrat nach Anspruch 45, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  50. Substrat nach Anspruch 46, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  51. Substrat nach Anspruch 43, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  52. Substrat nach Anspruch 44, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  53. Substrat nach Anspruch 45, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  54. Substrat nach Anspruch 46, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  55. Kalibriersubstrat zum Kalibrieren einer Messsonde mit: (a) einem leitfähigen Bereich, umfassend ein von dem Substrat gestütztes erstes leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer ersten Signalbahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden, ein von dem Substrat gestütztes zweites leitfähiges Element, das geeignet ist, mit einer Massebahn der Messsonde elektrisch verbunden zu werden; (b) bei dem der leitfähige Bereich ein zugeordnetes Widerstandsmaterial umfasst, und bei dem die S11-Charakteristik des ersten und zweiten leitfähigen Elements einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 30 GHz und 50 GHz besitzt.
  56. Substrat nach Anspruch 55, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 20 GHz und 60 GHz besitzt.
  57. Substrat nach Anspruch 55, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 70 GHz besitzt.
  58. Substrat nach Anspruch 55, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,05 dB zwischen 10 GHz und 100 GHz besitzt.
  59. Substrat nach Anspruch 55, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  60. Substrat nach Anspruch 56, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  61. Substrat nach Anspruch 57, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  62. Substrat nach Anspruch 58, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,025 dB besitzt.
  63. Substrat nach Anspruch 55, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  64. Substrat nach Anspruch 56, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  65. Substrat nach Anspruch 57, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
  66. Substrat nach Anspruch 58, bei dem die S11-Charakteristik einen Verlust von weniger als 0,02 dB besitzt.
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