JP2002164398A - Capacity sensor and capacity measuring method - Google Patents
Capacity sensor and capacity measuring methodInfo
- Publication number
- JP2002164398A JP2002164398A JP2000359615A JP2000359615A JP2002164398A JP 2002164398 A JP2002164398 A JP 2002164398A JP 2000359615 A JP2000359615 A JP 2000359615A JP 2000359615 A JP2000359615 A JP 2000359615A JP 2002164398 A JP2002164398 A JP 2002164398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitance
- frequency
- resonance circuit
- oscillation frequency
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の容量特性
評価をナノスケールで行う容量センサー及び容量測定方
法に関し、試料半導体の局所的な容量特性の情報を定量
的、かつ、正確に得られるようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance sensor and a capacitance measuring method for evaluating a capacitance characteristic of a semiconductor on a nano scale, and to quantitatively and accurately obtain information on a local capacitance characteristic of a sample semiconductor. It was made.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、走査型プローブ顕微鏡の発達に伴
って、探針電極を試料表面上で走査させ、Ｃ−Ｖ特性や
二次元的な容量特性像を測定し、ナノスケールでの容量
特性評価が可能な走査型容量顕微鏡（いわゆる「ＳＣａ
Ｍ」）が開発されている。2. Description of the Related Art Conventionally, with the development of a scanning probe microscope, a probe electrode is scanned on a sample surface to measure a CV characteristic or a two-dimensional capacitance characteristic image. Scanning capacity microscope (so-called “SCa”
M ”) has been developed.
【０００３】この走査型容量顕微鏡は、技術的な困難性
から開発例も少なく、さらに、測定領域がナノスケール
であるため、その被測定容量Ｃｖのオーダーが１０
−１７〔Ｆ〕以下と非常に小さいことから、シグナル／
ノイズ（signal／noise(S／N)）比の低下や、浮遊容量
Ｃｆの除去を要することなど、技術的な課題が多かっ
た。[0003] The scanning capacity microscope has few development examples due to technical difficulties. Further, since the measurement area is on the nanoscale, the order of the measured capacity Cv is 10 or less.
-17 [F] or less, the signal /
Decrease in noise (signal / noise (S / N )) ratios, such as by requiring removal of the stray capacitance C f, technical challenges were many.
【０００４】従来より、この極微小容量を検出する際
に、被測定容量を含むように構成されたＬＣ共振回路を
容量検出手段として用いている。このＬＣ共振回路は、
図２に示すように、発振周波数ｆ０で発振している発振
回路部分と、被測定容量を含む共振周波数ｆｒの共振回
路部分からなる。そして、この容量検出手段において
は、被測定容量の変化による共振回路の共振周波数のシ
フトに伴う発振周波数における高周波信号の振幅の変化
を容量の変化として検出する。Conventionally, when detecting this extremely small capacitance, an LC resonance circuit configured to include the capacitance to be measured has been used as capacitance detection means. This LC resonance circuit is
As shown in FIG. 2, an oscillation circuit portion which oscillates at an oscillation frequency f 0, consisting resonant circuit portion of the resonance frequency f r including the capacitor to be measured. The capacitance detecting means detects a change in the amplitude of the high-frequency signal at the oscillation frequency due to a shift in the resonance frequency of the resonance circuit due to a change in the capacitance to be measured as a change in the capacitance.
【０００５】共振回路の共振周波数は以下の式（１）に
よって与えられる。[0005] The resonance frequency of the resonance circuit is given by the following equation (1).
【０００６】[0006]
【数１】 (Equation 1)
【０００７】ここで、Ｃは浮遊容量Ｃｆと被測定容量Ｃ
ｖの並列結合であり、以下の式（２）に示す関係にな
る。Here, C is the stray capacitance Cf and the capacitance to be measured C
v is a parallel combination, and has the relationship shown in the following equation (2).
【０００８】[0008]
【数２】 (Equation 2)
【０００９】浮遊容量Ｃｆが大きい場合、つまり、式
（１）中のＣが大きい場合、共振周波数ｆｒは低くな
る。したがって、図３に示すように、共振周波数ｆｒが
発振周波数ｆ０から大きく隔たることになり、該発振周
波数ｆ０における高周波信号の振幅の測定は、共振曲線
の裾の部分で行うこととなる。[0009] When the stray capacitance C f is large, that is, when C in the formula (1) is large, the resonance frequency f r is lower. Accordingly, as shown in FIG. 3, the resonance frequency f r is in the spaced significantly from the oscillation frequency f 0, the measurement of the amplitude of the high frequency signal in the oscillation frequency f 0, and be carried out in the foot portion of the resonance curve Become.
【００１０】したがって、従来の走査型容量顕微鏡にお
いては、試料と導電性カンチレバー先端部との接触面積
を増やして被測定容量Ｃｖを大きくすることにより共振
周波数の変化量Δｆを増加させ、これによってΔＣ信号
を大きくするか、または、浮遊容量Ｃｆを小さくするこ
とによって共振周波数ｆｒを高くし、発振周波数ｆ０と
の隔たりを小さくするか、あるいは、ΔＣ信号を変調し
て同期検波するなどの工夫によって、容量検出感度を向
上させていた。Therefore, in the conventional scanning capacitance microscope, the amount of change Δf in the resonance frequency is increased by increasing the contact area between the sample and the tip of the conductive cantilever to increase the capacitance Cv to be measured. increase the signal, or by increasing the resonant frequency f r by reducing the stray capacitance C f, or to reduce the gap between the oscillation frequency f 0, or the like synchronously detected by modulating the ΔC signal By devising, the capacitance detection sensitivity was improved.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
走査型容量顕微鏡においては、１０−１７〔Ｆ〕程度の
容量測定を行うことができているが、より微小な、１０
−２１〔Ｆ〕以下というような極微小容量の容量測定を
行うことができない。In the conventional scanning capacitance microscope as described above, a capacitance measurement of about 10 −17 [F] can be performed.
-21 [F] It is impossible to measure the capacitance of an extremely small capacitance as described below.
【００１２】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、走査型容量顕微鏡によるナノス
ケールでの容量特性評価において、１０−２１〔Ｆ〕以
下の極微小容量の容量測定を実現する容量センサーと容
量測定方法を提供しようとするものである。Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and it has been proposed in the evaluation of capacitance characteristics on a nanoscale by a scanning capacitance microscope that the capacitance of an extremely small capacitance of 10 −21 [F] or less. An object of the present invention is to provide a capacitance sensor and a capacitance measuring method for realizing the measurement.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る容量センサーは、探針電極となる導電
性カンチレバーを試料となる半導体に接触させることに
より形成される空乏層の電気容量を測定し該試料半導体
の容量特性評価を行う容量センサーにおいて、試料半導
体にバイアス電圧を印加する電源と、該空乏層の電気容
量を検出する共振回路と、この共振回路の発振周波数を
モニタするモニタ手段とを備えている。In order to solve the above-mentioned problems, a capacitive sensor according to the present invention comprises an electric depletion layer formed by bringing a conductive cantilever serving as a probe electrode into contact with a semiconductor serving as a sample. In a capacitance sensor for measuring a capacitance and evaluating a capacitance characteristic of the sample semiconductor, a power supply for applying a bias voltage to the sample semiconductor, a resonance circuit for detecting an electric capacitance of the depletion layer, and an oscillation frequency of the resonance circuit are monitored. Monitor means.
【００１４】そして、この容量センサーにおいては、試
料半導体にバイアス電圧を印加しない状態とバイアス電
圧を印加した状態とにおける共振回路の発振周波数の周
波数遷移量をモニタ手段により求め、この周波数遷移量
に基づいて、１０−２１〔Ｆ〕以下の極微小容量の定量
測定を行うことを特徴とするものである。In this capacitive sensor, the frequency shift amount of the oscillation frequency of the resonance circuit in the state where the bias voltage is not applied to the sample semiconductor and the state where the bias voltage is applied are obtained by the monitor means, and based on this frequency shift amount. In addition, a quantitative measurement of an extremely small capacity of 10 −21 [F] or less is performed.
【００１５】また、本発明に係る容量測定方法は、探針
電極となる導電性カンチレバーを試料となる半導体に接
触させることにより形成される空乏層の電気容量を測定
し該半導体の容量特性評価を行う容量測定方法におい
て、空乏層の電気容量を共振回路により検出し、該共振
回路の発振周波数をモニタ手段を用いてモニタしてお
き、試料半導体にバイアス電圧を印加した状態で空乏層
の電気容量を共振回路により検出し、この共振回路の発
振周波数をモニタ手段を用いてモニタすることにより、
バイアス電圧を印加しない状態と該バイアス電圧を印加
した状態とにおける共振回路の発振周波数の周波数遷移
量を求め、この周波数遷移量に基づいて、１０
−２１〔Ｆ〕以下の極微小容量の定量測定を行うことを
特徴とするものである。Further, the capacitance measuring method according to the present invention measures an electric capacitance of a depletion layer formed by bringing a conductive cantilever serving as a probe electrode into contact with a semiconductor serving as a sample, and evaluates a capacitance characteristic of the semiconductor. In the capacitance measurement method to be performed, the capacitance of the depletion layer is detected by a resonance circuit, and the oscillation frequency of the resonance circuit is monitored using monitoring means, and the capacitance of the depletion layer is applied while a bias voltage is applied to the sample semiconductor. Is detected by the resonance circuit, and the oscillation frequency of the resonance circuit is monitored by using the monitoring means.
The amount of frequency transition of the oscillation frequency of the resonance circuit between the state where the bias voltage is not applied and the state where the bias voltage is applied is determined.
-21 [F] Quantitative measurement of the following minute volume is performed.
【００１６】すなわち、本発明に係る容量センサー及び
容量測定方法においては、被測定容量である空乏層の電
気容量が共振回路の一部を構成し、空乏層の電気容量の
変化による発振周波数の変化を検出する。That is, in the capacitance sensor and the capacitance measuring method according to the present invention, the capacitance of the depletion layer, which is the capacitance to be measured, forms a part of the resonance circuit, and the change in the oscillation frequency due to the change in the capacitance of the depletion layer. Is detected.
【００１７】発振周波数の変化の検出には、周波数復調
器を用い、周波数の変化を定量的に測定する。発振周波
数の変化の検出は、容量の変化による発振周波数の変化
数百Ｈｚ乃至数百ｋＨｚに対して、１〔Ｈｚ〕の分解能
を有するため、非常に感度の高い測定を定量的に行うこ
とが可能である。さらに、検出した発振周波数の変化
は、被測定容量である空乏層の電気容量の変化に対応し
ているため、該発振周波数の変化量を空乏層の電気容量
の変化量に変換することができる。For detecting the change in the oscillation frequency, a change in the frequency is quantitatively measured using a frequency demodulator. The detection of the change in the oscillation frequency has a resolution of 1 [Hz] for several hundred Hz to several hundred kHz of the change in the oscillation frequency due to the change in the capacity, so that extremely sensitive measurement can be quantitatively performed. It is possible. Further, since the detected change in the oscillation frequency corresponds to the change in the capacitance of the depletion layer, which is the capacitance to be measured, the change in the oscillation frequency can be converted into the change in the capacitance of the depletion layer. .
【００１８】この容量センサーの共振回路は、図２に示
すように、被測定容量Ｃと、ＶＣＯ（電圧制御発振器）
と、第１のインダクタンスＬ１及びキャパシタＣaを含
む発振回路部と、高周波をカツプリングし周波数復調器
へ出力するための第２のインダクタンスＬ２とからなっ
ている。発振回路部分については、ＶＣＯが約２．２Ｇ
Ｈｚで発振するが、第１のインダクタンスＬ１、キャパ
シタＣa及び被測定容量によって最終的な発振周波数が
決定される。このようにして決定された発振周波数が、
第２のインダクタンスＬ２を通じて周波数復調器に送ら
れ、周波数遷移が検出される。As shown in FIG. 2, the resonance circuit of this capacitance sensor includes a capacitance C to be measured and a VCO (voltage controlled oscillator).
And an oscillation circuit section including a first inductance L1 and a capacitor Ca, and a second inductance L2 for coupling a high frequency and outputting the same to a frequency demodulator. For the oscillation circuit part, VCO is about 2.2G
It oscillates at Hz, but the final oscillation frequency is determined by the first inductance L1, the capacitor Ca, and the capacitance to be measured. The oscillation frequency determined in this way is
The signal is sent to the frequency demodulator through the second inductance L2, and the frequency transition is detected.
【００１９】発振周波数をｆ０、被測定容量の容量の変
化量をΔＣすると、以下の式（３）のように表される。When the oscillation frequency is f 0 and the amount of change in the capacitance of the capacitance to be measured is ΔC, the following expression (3) is obtained.
【００２０】[0020]
【数３】 (Equation 3)
【００２１】この式（３）において、ΔＣがＣに対して
充分に小さい（ΔＣ＜＜Ｃ）ため、式（３）を整理する
と、以下の式（４）ように表される。In this equation (3), ΔC is sufficiently smaller than C (ΔC << C). Therefore, rearranging equation (3) gives the following equation (4).
【００２２】[0022]
【数４】 (Equation 4)
【００２３】このように、発振周波数の遷移を定量的に
検出することによって、空乏層の容量の変化量を定量的
に測定することが可能となる。As described above, by quantitatively detecting the transition of the oscillation frequency, the amount of change in the capacitance of the depletion layer can be quantitatively measured.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２５】本発明に係る容量センサーは、後述する本
発明に係る容量測定方法を実行する装置である。この容
量センサーは、図１に示すように、試料となる試料半導
体Ｓにバイアス電圧を印加する電源Ｖと、探針電極の役
割を担う導電性カンチレバー１とを備えている。導電性
カンチレバー１は、この導電性カンチレバー１を試料半
導体Ｓに接触させることにより形成される空乏層の電気
容量を検出する共振回路からなる容量検出回路２に接続
されている。The capacitance sensor according to the present invention is an apparatus for executing a capacitance measuring method according to the present invention described later. As shown in FIG. 1, the capacitance sensor includes a power supply V for applying a bias voltage to a sample semiconductor S serving as a sample, and a conductive cantilever 1 serving as a probe electrode. The conductive cantilever 1 is connected to a capacitance detection circuit 2 composed of a resonance circuit that detects the capacitance of a depletion layer formed by bringing the conductive cantilever 1 into contact with the sample semiconductor S.
【００２６】容量検出回路２は、図２に示すように、被
測定容量Ｃと、ＶＣＯ（電圧制御発振器）と、第１のイ
ンダクタンスＬ１及びキャパシタＣaを含む発振回路部
と、高周波をカツプリングし周波数復調器へ出力するた
めの第２のインダクタンスＬ２とからなっている。発振
回路部分については、ＶＣＯが約２．２ＧＨｚで発振す
るが、第１のインダクタンスＬ１、キャパシタＣa及び
被測定容量Ｃによって最終的な発振周波数が決定され
る。このようにして決定された発振周波数が、第２のイ
ンダクタンスＬ２を通じて、共振回路の発振周波数をモ
ニタするモニタ手段となる周波数復調器３に送られ（図
１中のａ）、周波数遷移が検出される。As shown in FIG. 2, the capacitance detecting circuit 2 includes an oscillation circuit section including a capacitance C to be measured, a VCO (voltage controlled oscillator), a first inductance L1 and a capacitor Ca, And a second inductance L2 for outputting to the demodulator. As for the oscillation circuit portion, the VCO oscillates at about 2.2 GHz, but the final oscillation frequency is determined by the first inductance L1, the capacitor Ca, and the capacitance C to be measured. The oscillation frequency determined in this way is sent to the frequency demodulator 3 serving as monitoring means for monitoring the oscillation frequency of the resonance circuit through the second inductance L2 (a in FIG. 1), and the frequency transition is detected. You.
【００２７】周波数復調器３においては、上述の式
（３）及び式（４）に従って、周波数遷移を電圧に変換
して出力する。周波数復調器３から出力された電圧は、
増幅回路４に送られ、増幅される（図１中のｄ）。ま
た、この容量センサーには、周波数復調器３からの出力
を保存し（図１中のｂ）、増幅回路４からの出力を保存
し（図１中のｅ）、さらに測定装置全体を制御するパー
ソナルコンピュータ５が設けられている。また、このパ
ーソナルコンピュータ５は、周波数復調器３の動作を制
御する（図１中のｃ）。The frequency demodulator 3 converts the frequency transition into a voltage according to the above-mentioned equations (3) and (4) and outputs the voltage. The voltage output from the frequency demodulator 3 is
The signal is sent to the amplifier circuit 4 and amplified (d in FIG. 1). The capacitance sensor stores the output from the frequency demodulator 3 (b in FIG. 1), stores the output from the amplifier circuit 4 (e in FIG. 1), and further controls the entire measurement device. A personal computer 5 is provided. The personal computer 5 controls the operation of the frequency demodulator 3 (c in FIG. 1).
【００２８】この容量センサーにおいては、まず、試料
バイアスを加えていない状態で、導電性カンチレバー１
を試料半導体Ｓに接触させて、容量検出回路３における
発振周波数を決定する。そして、このように決定された
発振周波数を中心周波数として、この中心周波数からの
発振周波数の遷移を測定していくための周波数復調器３
の調整を行う。以上が、測定前のセッティングのための
動作である。In this capacitive sensor, first, the conductive cantilever 1 is kept in a state where no sample bias is applied.
Is brought into contact with the sample semiconductor S, and the oscillation frequency in the capacitance detection circuit 3 is determined. A frequency demodulator 3 for measuring the transition of the oscillation frequency from the center frequency with the oscillation frequency determined in this way as the center frequency.
Make adjustments. The above is the operation for setting before measurement.
【００２９】次に、実際の測定手順に入る。すなわち、
試料半導体Ｓに、バイアス電圧を印加することにより、
空乏層の容量を変化させる。すると、容量検出回路２に
おける発振周波数は、空乏層の容量の変化に伴ってシフ
トし、予め設定しておいた中心周波数から発振周波数が
遷移する。Next, an actual measurement procedure is started. That is,
By applying a bias voltage to the sample semiconductor S,
Change the capacitance of the depletion layer. Then, the oscillation frequency in the capacitance detection circuit 2 shifts with a change in the capacitance of the depletion layer, and the oscillation frequency transitions from a preset center frequency.
【００３０】この発振周波数の遷移は、周波数復調器３
によって、遷移量に応じた電圧の変化に変換され、増幅
回路４へ出力される。また、周波数復調器３は、そのと
きの中心周波数と周波数遷移量をとパーソナルコンピュ
ータ５ヘ出力する。パーソナルコンピュータ５は、最後
に受け取った中心周波数と周波数遷移量とから、試料半
導体Ｓの容量値を算出する。本発明に係る容量センサー
においては、上述の測定手順を操り返すことによって、
試料半導体Ｓの極微小容量を定量的、かつ、高感度に測
定することができる。The transition of the oscillation frequency is determined by the frequency demodulator 3
Thus, the voltage is converted into a change in voltage according to the amount of transition, and is output to the amplifier circuit 4. Further, the frequency demodulator 3 outputs the center frequency and the amount of frequency transition at that time to the personal computer 5. The personal computer 5 calculates the capacitance value of the sample semiconductor S from the last received center frequency and frequency transition amount. In the capacitance sensor according to the present invention, by repeating the above measurement procedure,
The very small capacitance of the sample semiconductor S can be measured quantitatively and with high sensitivity.
【００３１】[0031]
【発明の効果】上述のように、本発明は、走査型容量顕
微鏡（いわゆる「ＳＣａＭ」）を用いて、導電性カンチ
レバーと試料半導体との接触によって形成される空乏層
の電気容量を検出し、試料半導体の容量特性評価をナノ
スケールで行う際に、試料半導体にバイアス電圧を印加
しない場合と印加した場合とにおける空乏層の容量の変
化を、容量検出回路における発振周波数の遷移として検
出することによって、１０−２１〔Ｆ〕以下の極微小容
量を定量測定できるようにしたものである。As described above, the present invention uses a scanning capacitance microscope (so-called "SCaM") to detect the capacitance of a depletion layer formed by contact between a conductive cantilever and a sample semiconductor, When the capacitance characteristics of the sample semiconductor are evaluated at the nanoscale, the change in the capacitance of the depletion layer between when the bias voltage is not applied and when the bias voltage is applied to the sample semiconductor is detected as a transition of the oscillation frequency in the capacitance detection circuit. , 10 -21 [F] or less.
【００３２】すなわち、本発明は、従来の容量センサー
及び容量測定方法においては行うことができなかった高
精度で定量的な特性評価を、極めて簡便に行うことがで
きる容量センサー及び容量測定方法を提供することがで
きるものである。That is, the present invention provides a capacitance sensor and a capacitance measuring method which can perform extremely accurate and quantitative characteristic evaluation which could not be performed by the conventional capacitance sensor and the capacitance measuring method, extremely easily. Is what you can do.
【図１】本発明に係る容量センサーの構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a capacitance sensor according to the present invention.
【図２】上記容量センサーの容量検出回路の構成を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a capacitance detection circuit of the capacitance sensor.
【図３】従来の容量センサーによって容量を測定する場
合における検出感度が低い状態を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a state where detection sensitivity is low when capacitance is measured by a conventional capacitance sensor.
１ カンチレバー、２ 容量検出回路、３ 周波数復調
器、４ 増幅回路、５パソコン、ａ 容量検出回路から
の出力、ｂ 周波数復調器からの出力（中心周波数と発
振周波数の遷移のデータ）、ｃ 周波数復調器をコント
ロールするための信号、ｄ 増幅回路へ入力される周波
数復調回路からの出力、ｅ パーソナルコンピュータヘ
入力される増幅回路からの出力、Ｓ 試料半導体、ＶＣ
Ｏ 電圧制御発振器、Ｌ１ 第１のインダクタンス、Ｌ
２ 第２のインダクタンス、Ｃ被測定容量、Ｃa キャ
パシタ1 cantilever, 2 capacity detection circuit, 3 frequency demodulator, 4 amplifying circuit, 5 personal computer, a output from a capacity detection circuit, b output from frequency demodulator (data of transition between center frequency and oscillation frequency), c frequency demodulation Signal for controlling the amplifier, d output from the frequency demodulation circuit input to the amplifier circuit, e output from the amplifier circuit input to the personal computer, S sample semiconductor, VC
O voltage controlled oscillator, L1 first inductance, L
2 Second inductance, C measured capacitance, Ca capacitor
Claims (2)
料となる半導体に接触させることにより形成される空乏
層の電気容量を測定し、該試料半導体の容量特性評価を
行う容量センサーにおいて、 上記試料半導体にバイアス電圧を印加する電源と、 上記空乏層の電気容量を検出する共振回路と、 上記共振回路の発振周波数をモニタするモニタ手段とを
備え、 上記バイアス電圧を印加しない状態と該バイアス電圧を
印加した状態とにおける共振回路の発振周波数の周波数
遷移量を上記モニタ手段により求め、この周波数遷移量
に基づいて、１０−２１〔Ｆ〕以下の極微小容量の定量
測定を行うことを特徴とする容量センサー。1. A capacitance sensor for measuring a capacitance of a depletion layer formed by bringing a conductive cantilever serving as a probe electrode into contact with a semiconductor serving as a sample, and evaluating a capacitance characteristic of the sample semiconductor. A power supply for applying a bias voltage to the semiconductor; a resonance circuit for detecting the capacitance of the depletion layer; and a monitor for monitoring an oscillation frequency of the resonance circuit. The amount of frequency transition of the oscillation frequency of the resonance circuit between the applied state and the applied state is obtained by the monitoring means, and based on the amount of frequency transition, a quantitative measurement of an extremely small capacitance of 10 −21 [F] or less is performed. Capacitive sensor.
料となる半導体に接触させることにより形成される空乏
層の電気容量を測定し、該半導体の容量特性評価を行う
容量測定方法において、 上記空乏層の電気容量を共振回路により検出し、 上記共振回路の発振周波数をモニタ手段を用いてモニタ
しておき、 上記試料半導体にバイアス電圧を印加した状態で上記空
乏層の電気容量を共振回路により検出し、 上記共振回路の発振周波数をモニタ手段を用いてモニタ
することにより、上記バイアス電圧を印加しない状態と
該バイアス電圧を印加した状態とにおける共振回路の発
振周波数の周波数遷移量を求め、この周波数遷移量に基
づいて、１０− ２１〔Ｆ〕以下の極微小容量の定量測定
を行うことを特徴とする容量測定方法。2. A capacitance measuring method for measuring a capacitance of a depletion layer formed by bringing a conductive cantilever serving as a probe electrode into contact with a semiconductor serving as a sample and evaluating a capacitance characteristic of the semiconductor. The capacitance of the layer is detected by a resonance circuit, and the oscillation frequency of the resonance circuit is monitored by monitoring means, and the capacitance of the depletion layer is detected by the resonance circuit while a bias voltage is applied to the sample semiconductor. By monitoring the oscillation frequency of the resonance circuit using monitoring means, a frequency transition amount of the oscillation frequency of the resonance circuit between the state where the bias voltage is not applied and the state where the bias voltage is applied is determined. based on the transition amount, 10 - 21 (F) below capacity measuring method characterized by performing a quantitative measurement of the extremely small volume.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359615A JP2002164398A (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Capacity sensor and capacity measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359615A JP2002164398A (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Capacity sensor and capacity measuring method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002164398A true JP2002164398A (en) | 2002-06-07 |
Family
ID=18831357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000359615A Withdrawn JP2002164398A (en) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Capacity sensor and capacity measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002164398A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010087214A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Tokyo Electron Ltd | Method of measuring capacitance of mos capacitor |
| JP2011527440A (en) * | 2009-08-17 | 2011-10-27 | エフティーラブ・カンパニー・リミテッド | Inspection device and inspection method for capacitive touch screen panel using LC resonance frequency shift |
| CN113130683A (en) * | 2021-04-15 | 2021-07-16 | 北京工业大学 | High-speed high-sensitivity ZnO nanowire array radio frequency ultraviolet detector |
| JP2022500680A (en) * | 2018-09-24 | 2022-01-04 | ライフ ディテクション テクノロジーズ，インコーポレーテッド | Systems and methods for detecting physical changes without physical contact |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000359615A patent/JP2002164398A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010087214A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Tokyo Electron Ltd | Method of measuring capacitance of mos capacitor |
| JP2011527440A (en) * | 2009-08-17 | 2011-10-27 | エフティーラブ・カンパニー・リミテッド | Inspection device and inspection method for capacitive touch screen panel using LC resonance frequency shift |
| JP2022500680A (en) * | 2018-09-24 | 2022-01-04 | ライフ ディテクション テクノロジーズ，インコーポレーテッド | Systems and methods for detecting physical changes without physical contact |
| JP7385187B2 (en) | 2018-09-24 | 2023-11-22 | ライフ ディテクション テクノロジーズ，インコーポレーテッド | System and method for detecting physical changes without physical contact |
| CN113130683A (en) * | 2021-04-15 | 2021-07-16 | 北京工业大学 | High-speed high-sensitivity ZnO nanowire array radio frequency ultraviolet detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6185991B1 (en) | Method and apparatus for measuring mechanical and electrical characteristics of a surface using electrostatic force modulation microscopy which operates in contact mode | |
| JPH0830708B2 (en) | Atomic force microscope | |
| US7990159B2 (en) | Potential measurement apparatus and image forming apparatus | |
| US6605941B2 (en) | Method and apparatus for measuring characteristic of specimen and its application to high frequency response measurement with scanning probe microscopes | |
| US8869311B2 (en) | Displacement detection mechanism and scanning probe microscope using the same | |
| JP2003121136A (en) | Touch sensor | |
| US20210239641A1 (en) | Soil moisture sensor and operating method thereof | |
| JP5295047B2 (en) | Method for measuring dielectric constant using scanning probe microscope | |
| JPH0740057B2 (en) | Circuit and method for measuring the amount of influence on the capacitance-voltage characteristic of a capacitive element | |
| CN209745854U (en) | dynamic detection system for electric heating performance | |
| US7617720B2 (en) | Surface position measuring method and surface position measuring device | |
| Teva et al. | A femtogram resolution mass sensor platform based on SOI electrostatically driven resonant cantilever. Part II: Sensor calibration and glycerine evaporation rate measurement | |
| JP2002164398A (en) | Capacity sensor and capacity measuring method | |
| KR102224169B1 (en) | Soil moisture sensor and method of operation thereof | |
| CN107015030B (en) | A kind of surface potential measurement method | |
| JPH1130622A (en) | Scanning capacitance type microscope | |
| KR102290987B1 (en) | Soil moisture sensor and method of operation thereof | |
| JP3935350B2 (en) | Distance control method and scanning probe microscope using the same | |
| JP5295066B2 (en) | Dielectric constant measurement method and scanning nonlinear dielectric microscope | |
| CN111693565B (en) | Dynamic detection system and detection method for electrothermal performance | |
| US20100116038A1 (en) | Feedback- enhanced thermo-electric topography sensing | |
| US7788732B2 (en) | Method and apparatus for two-dimensional profiling of doping profiles of a material sample with scanning capacitance microscope | |
| JP4936921B2 (en) | Quartz crystal sensor device | |
| JP2002323431A (en) | Scanning nonlinear permittivity microscope for measuring higher order nonlinear permittivity | |
| JP6001728B2 (en) | Displacement detection mechanism and scanning probe microscope using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |