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측정은 M-I-M구조로 측정하였습니다
한쪽 Ground걸고 한쪽 Vg -10~10V 까지 스윙해서 측정했습니다.(고주파 1Mhz에서 측정)
면적은 10(마이크로)x10(마이크로)이고요 두께는 1500(옴스트롱)입니다.
측정결과값은 CpHi : 1.67E-13 (10V에서) QHi : 10.5636 입니다.
제가 C : 유전상수*면적/두께 해서 (C값, 면적, 두께 대입해서 유전상수부터 구했는데, 처음인지라
잘모르겠네요;;..) 측정한 C값이 cap값인지 여부와 아니라면 cap값구하는방법 및 유전상수구하
는 방법좀 알려주세요..자세한 설명도 부탁드려요^^.
- C-V
- 유전상수
- 유전율
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
나기열님의 답변
2011-09-22- 0
다음의 내용들을 확인하신후 측정하시기 바랍니다.C-V 측정 이전에 기생 성분을 보상해 주는 과정이 필요합니다. 측정하려는 cap.'연결 cable/connector' 등에서 발생하는 기생 성분들에 의해서 측정치가 이론값과 상의하게 보일 수 있습니다. C-V를 측정하는 장비 매뉴얼에는 측정직전 open 또는 short 상태를 구현하여 보상을 하게끔 되어있는데 측정전에 이러한 과정을 정확히 수행하셨는지 확인이 필요합니다.
측정전에 보상과정이 완벽히 되었다면 측정값에는 소자 상태가 직접적으로 반영되어집니다. MIM cap. 구조가 맞다면, 전압 구간에 무관하게 거의 일정한 값으로 C가 측정될 것입니다.
그리고, C-V 값을 읽기 전에 '총임피던스와 위상각' 특성을 먼저 확인해야 합니다. MIM cap.을 구성하는 물질의 기생성분들(R, L)에 의해서 주파수 구간에 따라 cap. 특성이 아닌 다른 특성이 나타날 수 있습니다. 먼저, 측정 주파수 구간에서 위상각이 -90deg. 부근으로 측정되는지 확인해야 합니다.
일단 이상의 과정들이 완벽하게 진행되었다면 문제가 없겠습니다만, 그래도 소자의 C-V가 이론값과 많은 차이를 보인다면, cap.의 절연이 완벽하지 않음으로 인한 결과 일 수도 있습니다. MIM 구조에서 insulator의 leakage가 과도하게 존재한다면 C-V가 정확히 측정되지 않을 수 있습니다. 이 부분은 MIM cap.소자의 I-V를 측정하여 관찰할 수 있습니다. I-V에서 전류를 관찰하여 누설전류가 어느 정도 수준인지 먼저 확인이 필요합니다. 또한, I-V 측정을 통해서 MIM cap.의 insulator BV(항복 전압)를 확인할 수 있죠. C-V 측정시 BV 보다는 낮은 전압으로 측정해야 합니다.
다음으로는 측정하고자 하는 장비에서 보장하는 최소 cap. 구간을 확인하시기 바랍니다. 1500A 정도의 insulator 두께에서, 10*10 [um^2 ] 크기의 소자에서 이론적으로 구해진 cap.값이 장비에서 측정 가능한 범위인지 확인이 필요합니다.
수고하세요.