(57)【要約】【課題】  電磁界解析計算による計算値と実測値との誤差を、精度の信頼性高く、簡便かつ正確に補正する。【解決手段】  信号用引出電極及びＧＮＤ用引出電極が短絡及び開放の補正素子がそれぞれ用意される。次に、補正素子の各電極に計測器のプローブを当て、アドミッタンスの実測値をそれぞれ実測する。一方、補正素子の電磁界解析用モデルを作成し、電磁界解析計算を行ってアドミッタンスの計算値をそれぞれ得る。次に、計算値に補正値を直並列接続した計算値の等価回路を想定し、実測値と比較することで、誤差となる補正値の値を求める。補正値は、計測器プローブと電極との接触抵抗などの影響を含めた値となっている。これを、設計対象のデバイスの計算値に考慮することで、実測値に近い値を得ることができる。【選択図】図１
2006072583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁界解析計算によって得た測定対象素子の回路定数の計算値と実測値との誤差を補正する回路定数補正方法であって、
前記測定対象素子と異なる素子構造の回路定数を有する少なくとも一つの補正素子を用意して、補正素子の回路定数の実測値を得るステップ，
前記補正素子の回路定数の電磁界解析計算による計算値を得るステップ，
前記補正素子の実測値と計算値とが一致する補正回路定数を計算するステップ，
この補正回路定数を利用して前記測定対象素子の回路定数の計算値を補正するステップ，を含むことを特徴とする回路定数補正方法。
【請求項２】
前記補正素子の電極形状が、前記測定対象素子の電極形状と略同一であることを特徴とする請求項１記載の回路定数補正方法。
【請求項３】
前記補正素子が、信号用引出電極とＧＮＤ用引出電極が短絡した素子構造の補正素子と、信号用引出電極とＧＮＤ用引出電極が開放された素子構造の補正素子との少なくとも一方であることを特徴とする請求項２記載の回路定数補正方法。
【請求項４】
前記回路定数が、アドミッタンスもしくはインピーダンスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路定数補正方法。
【請求項５】
複数の周波数において、前記実測値，計算値，補正回路定数をそれぞれ求め、各周波数において、前記測定対象素子の回路定数の計算値を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回路定数補正方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の回路定数補正方法で使用する補正素子であって、
測定対象素子と略同一の信号用引出電極及びＧＮＤ用引出電極を備えており、これらの引出電極が、短絡もしくは開放であることを特徴とする補正素子。
【請求項７】
素子構造に対する電磁界解析計算を行って回路定数を求める第１の演算手段を有する電磁界解析装置であって、
前記第１の演算手段によって求められた第１の素子構造に対する回路定数と、外部から入力された第２の素子構造に対する回路定数との差異を示す等価回路定数を求める第２の演算手段，
該第２の演算手段によって求められた等価回路定数によって、前記第１の演算手段により求められた第３の素子構造に対する回路定数または前記外部から入力された回路定数を補正する補正手段，
を備えたことを特徴とする電磁界解析装置。
【請求項８】
複数の周波数において前記第１乃至第３の素子構造に対する回路定数をそれぞれ求め、該各周波数ごとに前記等価回路定数を求めるとともに、該各周波数ごとに前記第３の素子構造に対する回路定数を補正することを特徴とする請求項７に記載の電磁界解析装置。
【請求項９】
素子構造に対する電磁界解析計算を行って回路定数を求める演算手段を有する電磁界解析装置であって、
それぞれ異なるアルゴリズムの電磁界解析計算を行って素子構造の回路定数を求める第１および第２の演算手段，
前記第１の演算手段によって求められた回路定数と、前記第２の演算手段によって求められた回路定数との差異を示す等価回路定数を求める第３の演算手段，
該第３の演算手段によって求められた等価回路定数によって、前記第１または第２の演算手段によって求められた回路定数を補正する補正手段，
を備えたことを特徴とする電磁界解析装置。
【請求項１０】
前記第１乃至第３の演算手段によって求められた回路定数および前記等価回路定数は、複数の周波数ごとに算出され、前記回路定数の補正は、該各周波数ごとに行われることを特徴とする請求項９に記載の電磁界解析装置。
【請求項１１】
素子構造に対する電磁界解析計算を行って回路定数を求める第１のステップを有する電磁界解析方法であって、
前記第１のステップによって求められた第１の素子構造に対する回路定数と、外部から入力された第２の素子構造に対する回路定数との差異を示す等価回路定数を求める第２のステップ，
該第２のステップによって求められた等価回路定数によって、前記第１のステップによって求められた第３の素子構造に対する回路定数または前記外部から入力された回路定数を補正するステップ，
を備えたことを特徴とする電磁界解析方法。
【請求項１２】
素子構造に対する電磁界解析計算を行って回路定数を求めるステップを有する電磁界解析方法であって、
それぞれ異なるアルゴリズムの電磁界解析計算を行って素子構造の回路定数を求める第１および第２のステップ，
該第１のステップによって求められた回路定数と、前記第２のステップによって求められた回路定数との差異を示す等価回路定数を求める第３のステップ，
該第３のステップによって求められた等価回路定数によって、前記第１または第２のステップによって求められた回路定数を補正するステップ，
を備えたことを特徴とする電磁界解析方法。
【請求項１３】
コンピュータを用いて、
外部から入力された第１および第２の回路定数の差異を示す等価回路定数を複数の周波数ごとに求める演算手段，
前記等価回路定数によって、外部から入力された第３の回路定数を前記各周波数ごとに補正する補正手段，
として機能させるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項１４】
外部から入力された第１および第２の回路定数の差異を示す等価回路定数を求める演算手段と，
前記等価回路定数によって、外部から入力された第３の回路定数を補正する補正手段とを備え、
前記演算手段は、複数の周波数ごとに表現された前記第１および第２の回路定数を用いて該各周波数ごとに前記等価回路定数を求め、
前記補正手段は、前記各周波数ごとに前記第３の回路定数を補正することを特徴とする回路定数補正装置。
【請求項１５】
外部から入力された第１および第２の回路定数の差異を示す等価回路定数を求める演算ステップと，
前記等価回路定数によって、外部から入力された第３の回路定数を補正する補正ステップとを備え、
前記演算ステップは、複数の周波数ごとに表現された前記第１および第２の回路定数を用いて該各周波数ごとに前記等価回路定数を求め、
前記補正ステップは、前記各周波数ごとに前記第３の回路定数を補正することを特徴とする回路定数補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス評価において計算値と実測値との誤差を補正する回路定数補正技術にかかり、より具体的には、主として実測時のプローブの接触状態に起因する計算値と実測値の誤差の補正に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータ技術の発達により、数ＧHz〜数１０ＧHz帯の高周波帯域におけるデバイス設計を電磁界解析計算（電磁界シミュレーション）を用いて行なうことが可能になっている。具体的な電磁界シミュレータとしては、例えば、米国アンソフト（Ansoft）社の「HFSS(High-Frequency Structure Simulator)」がある。しかしながら、この電磁界解析計算に基づいて設計したデバイスと全く同じ形状のデバイスを作製し、高周波特性（特にインピーダンス）を測定しても、測定結果は計算結果と異なってしまう。この原因は主に、実測の際に用いる測定プローブと引出電極との接触抵抗や、給電位置に起因して発生した寄生インダクタンス値が、電磁界計算の中で用いられるモデル化された状態と実測の状態とで異なることにあると考えられる。
【０００３】
従って、電磁界解析計算で用いているモデルを、実測時のプローブコンタクト条件を反映したものに変更すれば、上述した差は無くなり、実測値と計算値は良好に一致するようになると予想されるが、この作業は非常に煩雑であり、多大な労力を要する。
【０００４】
これに対し、下記特許文献１には、測定用素子の他に２種類の補正用素子を同一基板上に形成し、計測用素子の測定結果を、２つの補正用素子の測定結果で補正するようにした誘電体薄膜の高周波特性測定法が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２２６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この従来技術では、測定対象の誘電体薄膜を含む素子を３つ同一基板上に形成する必要があり、計測用の素子の作製に手数がかかる。また、測定対象が異なる毎に、計測用素子及び補正用素子を作成しなければならない。更に、前記従来技術では、本来分布定数的に広がって存在している寄生成分を集中定数を用いて擬似的に表現しているため（前記公報第２図及び図５図参照）、完全に寄生成分を取り除くことは不可能であり、解析結果の精度の信頼性が不明である。これらの理由により、前記技術では、材料の持つ正確な周波数分散を得ることは不可能である。
【０００６】
本発明は、以上の問題に着目したもので、電磁界解析計算による計算値と実測値との誤差を、精度の信頼性高く、簡便かつ正確に補正することができる回路定数補正方法，回路定数補正装置，補正素子，電磁界解析装置，電磁界解析方法，記録媒体を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するため、正確な材料評価を行なうためには、電磁界解析計算を用いて前記従来技術で発生する誤差を補正する手法を適用する手法、もしくは実測条件を忠実に再現する電磁界計算結果と測定結果を比較することにより材料特性を把握するような別な手法を採用することが望ましいことを見出し本発明をなすに至った。
【０００８】
従って、本発明は、電磁界解析計算によって得た測定対象素子の回路定数の計算値と実測値との誤差を補正する際に、前記測定対象素子と異なる素子構造の回路定数を有する少なくとも一つの補正素子を用意して、補正素子の回路定数の実測値を得るとともに、前記補正素子の回路定数の電磁界解析計算による計算値を得、次に、前記補正素子の実測値と計算値とが一致する補正回路定数を計算し、次に、この補正回路定数を利用して前記測定対象素子の回路定数の計算値を補正することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、計算値と実測値から求めた誤差を測定対象素子の計算値に考慮することで、測定結果に対して、簡便な方法で、必ず存在するプローブの測定条件に起因する寄生成分の影響を良好に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、いくつかの実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
最初に、図１〜図３を参照しながら、実施例１について説明する。図１には、本実施例による補正手法の手順が示されている。本実施例では、測定の対象である素子のアドミッタンスより低いアドミッタンス値を持つ補正素子と高いアドミッタンス値を持つ補正素子を形成する。
【００１２】
例えば、測定対象素子１０が、図２(A)に示すような１ポート測定デバイスであり、測定対象物１２が信号用引出電極Ｓと、２つのＧＮＤ（グランド）用引出電極Ｇを備えているとする。この場合、本実施例では、同図(B)及び(C)に示す補正素子が用意される（図１，ステップＳＡ）。まず、同図(B)の補正素子２０は、各電極Ｓ，Ｇの形状が同図(A)の測定対象素子１０と略同一であり、各電極Ｓ，Ｇが導体２２によって短絡（Short）した構造（高アドミッタンス値）となっている。同図(C)の補正素子３０は、各引出電極Ｓ，Ｇの形状は同図(A)の測定対象素子１０と略同一であるものの、信号用引出電極ＳがＧＮＤ用引出電極Ｇと空隙３２によって開放（Open）した構造（低アドミッタンス値）となっている。
【００１３】
次に、図２(B)，(C)の補正素子２０，３０の各電極Ｓ，Ｇに計測器のプローブ（図示せず）を当て、信号用引出電極ＳとＧＮＤ用引出電極Ｇとの間のアドミッタンスの実測値Ｙsh，Ｙopをそれぞれ実測する（ステップＳＢ）。
【００１４】
一方、補正素子２０，３０の電磁界解析用モデルを作成し、電磁界解析計算を行ってアドミッタンスの計算値Ｙsh'，Ｙop'をそれぞれ得る（ステップＳＣ）。
【００１５】
次に、図３に示す等価回路を想定する。まず、同図(A)の等価回路は、補正素子２０の等価回路で、実測値Ｙshが、計算値Ｙsh'に補正値ｙs，ｙpを直並列に接続したものの合成値（合成アドミッタンス）Ｙsh"に等しくなるようにしたものである。同様に、同図(B)の等価回路は、補正素子３０の等価回路で、実測値Ｙopが、計算値Ｙop'に補正値（等価アドミッタンス）ｙs，ｙpを直並列に接続したものの合成値Ｙop"に等しくなるようにしたものである。
【００１６】
すなわち、実測値Ｙsh，Ｙopは、計測器プローブと電極との接触抵抗などの影響を含めた値であるのに対し、計算値Ｙsh'，Ｙop'は、計測器プローブの影響を考慮していない。そこで、計測器プローブの影響を、補正値ｙs，ｙpによって表すこととし、これらを計算値に加えて実測値Ｙsh，Ｙopと等しくなるようにする。別言すれば、計測器プローブの影響を一つの回路素子と考え、この回路素子を計算値Ｙsh'，Ｙop'に加えたものが実測値Ｙsh，Ｙopであるという考え方である。これら補正値ｙs，ｙpを求めるためには２つの独立した方程式が必要であることから、補正素子２０，３０を用意している。そして、図３(A)，(B)の２つの等価回路からそれぞれ以下の数１式，数２式を導き出し、補正値ｙs，ｙpを計算する（ステップＳＤ）。
【数１】
2006072583.tif 000003
【数２】
2006072583.tif 000004
【００１７】
これらは、補正値ｙsとｙpに関する連立方程式であり、これらの２式を解くことによって、補正値ｙs,ｙpの値を決定することができる。これらの補正値ｙsとｙpを考慮することにより、図３(A)では、実測値Ｙsh＝合成値Ｙsh"となり、図３(B)では、実測値Ｙop＝合成値Ｙop"となる。合成値Ｙsh"，Ｙop"を数式で示すと、以下の数３式，数４式の通りとなる。
【数３】
2006072583.tif 000005
【数４】
2006072583.tif 000006
【００１８】
次に、以上のように補正素子２０，３０を利用して求めた補正値ｙs，ｙpを利用して、測定対象素子１０の計測値の補正を行う。まず、測定対象素子１０の電磁界解析用モデルを作成し、電磁界解析計算を行って計算値Ｙdut'を得る（ステップＳＥ）。そして、図３(C)に示すように、上述した補正値ｙs，ｙpを考慮し、合成値Ｙdut"を計算する。すなわち、計算値Ｙdut'を補正値ｙs，ｙｐによって補正する（ステップＳＦ）。これにより、測定対象素子の構造や、素子を形成する物質物性を忠実に再現した計算結果に対しては、図３(A)，(B)と同様にして、実測値Ｙdut＝Ｙdut"を得ることができる。これを数式で表すと、以下の数５式のようになる。
【数５】
2006072583.tif 000007
【００１９】
このように、本実施例によれば、２つの補正素子２０，３０の実測値Ｙsh，Ｙopと計測値Ｙsh'，Ｙop'を利用して補正値ｙs，ｙpを求める。これらは、主にプローブコンタクトに起因する実測値と計算値の誤差を意味している。次に、それらの補正値ｙs，ｙpの値を利用して、測定対象素子１０の計測値Ｙdut'を補正する。この操作により、プローブコンタクト接触条件に起因する寄生成分を取り込んだことになり、実測値と計算値の対等な比較を行なうことができるようになる。また、補正素子２０，３０の実測値と計算値が完全に一致する。別言すれば、測定対象素子１０の持つアドミッタンスに対して、少なくとも高いアドミッタンス領域と低いアドミッタンス領域における実測値と計算値が完全に一致するようになり、中間のアドミッタンス領域についても実測値と計算値のずれが改善されるようになる。
【００２０】
なお、以上のように、補正素子２０，３０は、電極のみの構造となっているので、引出電極構造が略同一であれば、図２(D)に示す他の測定対象物４２を有する測定対象素子４０に対しても、上述した補正値ｙs，ｙpを利用して補正を行うことで、良好な計算値を得ることができる
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２について、図３を参照しながら説明する。まず、同図(D)の例は、補正値ｙs，ｙpの接続順序を、前記実施例１と逆にしたものである。同図中「Ｙ」は、Ｙsh，Ｙop，もしくはＹdutのいずれかを表す。計算式が異なるが、実質的に前記実施例１と同様である。次に、同図(E)の例について説明する。上述した実施例１では、補正素子２０，３０を使用したが、例えば補正素子２０のみを使用し、図３(E)に示すように、補正値ｙsのみによる補正を行う。この場合、測定対象素子１０よりも高いアドミッタンス領域での補正しか行わないため、図３(A)〜(D)の方法と比較すれば、実測値と計算値の一致精度は低下する。もちろん、補正素子３０のみを使用し、測定対象素子１０よりも低いアドミッタンス領域で補正を行うようにしてもよい。なお、補正値ｙs，ｙpのいずれを使用するかは、計測器プローブと引出電極との間の接触抵抗などが直列であることからすると、図３(E)に示すように、補正値ｙsを使用するほうが好ましい。
【実施例３】
【００２２】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施例３について説明する。この実施例は、上述したデバイス評価方法を適用するための電磁界解析装置の実施例である。同図において、ＣＰＵ，ＲＡＭなどによって構成されている演算装置１００には、記憶装置として、プログラムメモリ１１０，データメモリ１２０が設けられている。また、入力装置としてキーボード１３０が、出力装置としてディスプレイ１３２がそれぞれ演算装置１００に接続されている。その他、必要に応じて、プリンタ，マウスなどの周辺機器が接続される。各接続には、適宜のインターフェースが設けられる（図示せず）。
【００２３】
これらのうち、プログラムメモリ１１０には、背景技術で示した電磁界解析計算プログラム１１２と、前記図１で示した処理を行う補正処理プログラム１１４が格納されている。データメモリ１２０は、入力データや計算結果などのデータを格納するためのメモリである。
【００２４】
次に、本実施例の動作を、前記図１〜図３も参照しながら説明する。なお、事前に図２(B)及び(C)に示す補正素子２０，３０を用意し、アドミッタンスの実測値Ｙsh，Ｙopを予め実測しておく。電磁界解析装置では、プログラムメモリ１１０に格納されている補正処理プログラム１１４が演算装置１００で実行されており、補正処理のメニュー画面がディスプレイ１３２に表示される。ここで、装置のオペレータが、ディスプレイ１３２を参照するとともにキーボード１３０を操作して処理メニューを選択すると、該当する処理が実行される。
（１）実測値の入力・・・まず、予め実測しておいた補正素子２０，３０のアドミッタンス実測値Ｙsh，Ｙopを、キーボード１３０を使用して入力する。入力された実測値Ｙsh，Ｙopは、補正処理プログラム１１４によってデータメモリ１２０に格納される。
（２）補正素子２０，３０の電磁界解析・・・次に、補正処理プログラム１１４によって電磁界解析計算プログラム１１２がプログラムメモリ１１０から読み出され、演算装置１００で実行される。そして、上述した補正素子２０，３０の電磁界解析用モデルが作成され、電磁界解析計算が行なわれてアドミッタンスの計算値Ｙsh'，Ｙop'が演算装置１００で計算される。計算された計算値Ｙsh'，Ｙop'は、補正処理プログラム１１４によってデータメモリ１２０に格納される。
（３）補正値の計算・・・次に、演算装置１００では補正処理プログラム１１４により、図３(A)，(B)の等価回路に基づいて前記数１式，数２式による補正値ｙs，ｙpの計算が行われる。これらの補正値ｙs，ｙpも、補正処理プログラム１１４によってデータメモリ１２０に格納される。
（４）測定対象素子１０の電磁界解析・・・次に、補正処理プログラム１１４によって電磁界解析計算プログラム１１２がプログラムメモリ１１０から読み出され、演算装置１００で実行される。そして、上述した測定対象素子１０の電磁界解析用モデルが作成され、電磁界解析計算が行なわれてアドミッタンスの計算値Ｙdut'が演算装置１００で計算される。計算された計算値Ｙdut'は、補正処理プログラム１１４によってデータメモリ１２０に格納される。
（５）合成値の計算・・・次に、補正処理プログラム１１４によって、データメモリ１２０に格納されている補正値ｙs，ｙpを利用し、図３(C)の等価回路に基づいて、合成値Ｙdut"を計算する。すなわち、データメモリ１２０に格納されている測定対象素子１０の計算値Ｙdut'を補正値ｙs，ｙｐによって補正する。具体的には、前記数５式の演算が演算装置１００によって行われる。得られた合成値Ｙdut"は、同様に、データメモリ１２０に格納される。
【００２５】
なお、本実施例では、電磁界解析計算プログラム１１２と補正処理プログラム１１４を別個のプログラムとして扱ったが、両者を全体として一つのプログラムとしてもよい。また、演算装置１００に適宜のインターフェースを介してプローブを接続し、補正素子２０，３０のアドミッタンス実測値Ｙsh，Ｙopを本装置で計測してデータメモリ１２０に取り込むようにしてもよい。また、上記説明は、実施例１に対して実施例３を適用した場合の説明であるが、実施例２についても同様に適用可能である。
＜実験例１＞
【００２６】
次に、ＭＩＭキャパシタに本発明を適用した場合の具体例について説明する。ＳｉＯ２(１μｍ)／Ｓｉ基板上に、２５０ｎｍのＰt薄膜によって前記図２(B)，(C)に示した電極パターンを形成し、補正素子２０，３０のサンプルを得る。一方、それらと同様の引出電極構造を有するとともに、誘電体薄膜としてチタン酸ストロンチウム薄膜を用いたＭＩＭキャパシタを配置し、測定対象素子１０のサンプルを得た。
【００２７】
次に、以上のようにして得た素子１０，２０，３０の各サンプルに対し、電磁界解析計算によるＳ11反射係数の計算結果，実測結果，補正結果を求めた。図５及び図６に、それらの結果をグラフとして示す。
【００２８】
まず、測定対象素子１０のS11反射係数の角度は図５(A)に、大きさは図５(B)のようになる。角度については、実測値，計算値，補正済み計算値がよく一致している。一方、大きさについては、実測値と計算値が大きく異なっているが、補正により実測値によく近似した結果が得られている。なお、図５(B)において実測値と補正済み計算値との間に生じているわずかな相違は、誘電体薄膜の持つ損失に起因しているものと考えられる。
【００２９】
補正素子２０のS11反射係数の角度は図６(A)に、大きさは図６(B)のようになる。角度と大きさについて、実測値，計算値，補正済み計算値がよく一致している。
【００３０】
補正素子３０のS11反射係数の角度は図６(C)に、大きさは図６(D)のようになる。位相については、実測値と計算値が異なっているが、補正済み計算値は実測値によく一致している。一方、大きさについては、実測値と計算値が大幅に異なっているが、補正により実測値によく近似した結果が得られている。
【００３１】
これらのグラフから分かるように、補正素子の補正済み計算値と実測値は、ノイズレベルまで非常によく一致している。また、測定対象素子の補正済み計算値と実測値も材料物性を反映した誤差を良く表現しており、本発明によって計算結果を極めて良好に実測結果に一致させることが可能であることを示している。
＜実験例２＞
【００３２】
次に、本発明の実験例２について説明する。本発明の計算方法は、既存の誘電体薄膜の評価手法の結果の補正にも応用できる。例えば、背景技術（特開平８−２２６９４１号公報）記載の誘電体薄膜の評価手法は、上述した通り、本来分布定数的に広がって存在している寄生成分を集中定数的に特定の個所に閉じ込めているため、完全に寄生成分を取り除くことは不可能であり、必ずしも良好な解析結果が得られるとは限らない。
【００３３】
例えば、上述した市販の電磁界シミュレータを前記背景技術に併用することによって、前記背景技術で得られた結果が持つ誤差を求めることができる。基本的な考え方を以下に記す。電磁界シミュレータでは、誘電体薄膜の特性を設定することができるようになっているので、これを利用して、図７に点線で示すような周波数分散がない特性設定を行う。図７中、横軸は周波数［GHz］を示し、縦軸は、tan δ（誘電損失）及び誘電率を示している。このような設定を行って得られた計算値を、前記背景技術に適用することによって、寄生成分の影響に起因する測定誤差を得ることができる。
【００３４】
しかしながら、このような手法で実際の測定結果を補正するための補正値を得るためには、本発明の手法を適用する必要がある。すなわち、電磁界シミュレータの計算値のみを使って得られた補正値は実際の実験結果に適用することはできず、実験結果に適用可能な補正値を得るためには、本発明に従って実験で得られた補正素子の測定結果を用いて計算値と実験値が持つ寄生成分を一致させておく必要がある。つまり、本発明を適用しない場合は実験を補正するための正確な補正値を得ることができない。このような設定を行って前記背景技術により得た解析結果は、同図に実線で示すようになった。背景技術の手法でまったく誤差が生じないのであれば、実線のグラフと点線のグラフは一致するはずであるが、両者は一致せず、特に周波数が高くなるに従って両者の差は大きくなっている。この実線と点線のグラフの差が、前記背景技術の手法では取り除くことができない寄生成分の影響を表している。この算出結果を利用して実験結果を補正すれば、極めて良好な誘電体薄膜の物性評価を行うことができる。
【００３５】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
【００３６】
(1)前記実施例では、実測及び計算の対象となる回路定数をアドミッタンスとしたが、他の回路定数，例えばインピーダンスとしてもよい。
【００３７】
(2)前記実施例では、主として２つの補正素子を用いたが、測定対象のデバイスと回路定数が異なる多数の補正素子を用いることを妨げるものではない。多数の補正素子を用いるほど、より良好な計算値の補正が可能となる。また、前記実施例では、補正素子の構造が開放と短絡の非常に簡単な場合を示したが、予め特性が既知であれば、それらの素子構造に限定されるものではない。
【００３８】
(3)キャパシタンス成分を持つ単純な構造の誘電体薄膜キャパシタの誘電特性に関する結果を記したが、本手法はこれに限らずインダクタンス成分を持つものや、あるいは更に複雑な形状を持つ高周波デバイスに対する設計と測定される特性の予測に広く用いることが可能である。
【００３９】
(4)上記実施例３では、１ポート測定デバイスに関して詳細に述べたが、同様な手順を踏んだ補正は２ポート測定デバイスに関しても適用することが可能である。
【００４０】
(5)上述した実施例では、回路定数を周波数ごとに扱う具体的な演算方法については特に詳述していないが、複数の周波数で各種の回路定数を演算したり実測し、それらの値を利用して、複数の周波数で補正を行うことが望ましい。表１は、複数の周波数に対する振幅と位相の値でＳパラメータを構成した例であり、表２は、複数の周波数に対する実数と虚数の値でＳパラメータを構成した例である。
【表１】
2006072583.tif 000008
【表２】
2006072583.tif 000009
【００４１】
(6)前述の実施例では、電磁界シミュレーションによって得た回路定数と、補正素子の実測によって得た回路定数とを用いて、等価回路定数を求める例について説明したが、本発明は、シミュレーションによって得た回路定数同士や、実測によって得た回路定数同士を用いる例にも適用可能である。例えば、ある素子構造の電磁界解析結果をシミュレータＡとシミュレータＢとを用いてそれぞれ回路定数を求め、これらの差異を示す等価回路定数を求めておけば、別の素子構造についてシミュレータＡで得た回路定数をシミュレータＢで得た場合の回路定数に変換することができ、あたかもシミュレータＢでエミュレートしているかのような結果を期待することができる。また、ある素子の特性をネットワークアナライザーＡとネットワークアナライザーＢとでそれぞれ実測し、これらの差異を示す等価回路定数を求めておけば、別の素子の特性をネットワークアナライザーＡで実測して得た値からネットワークアナライザーＢで実測した値を予測することも可能である。すなわち、本発明によれば、異なる計算系または測定系の差異を利用した補正処理が可能になるため、一の系による解析結果から他の複数の系による解析結果を導き出すことができ、その結果、より客観的な解析が可能になる。
【００４２】
(7)実際の測定においては、プローブの測定条件を毎回同じに保つことが非常に難しく、測定の際にはプローブの校正を行う必要がある。しかし、校正を行うごとに若干の誤差が発生してしまう可能性があり、本来同じにならなければならない校正結果に若干の誤差が生じる場合がある。また、測定プローブ自身を交換することによっても接触状態が異なるため、測定結果に変化が現れる可能性がある。特にプローブの種類を変更した場合は、この変化が顕著に現れる。よって、毎回の測定を測定素子＆補正素子のセットで行うことで、異なるプローブで測定した結果同士を対等に比較することが可能になる。また、電磁界シミュレーションにおける電力供給様式は多岐にわたり、各電力供給様式によって、計算結果に異なる寄生成分が発生する。従って、異なる電力供給様式で計算した２つの結果を直接比較すると、電力供給部分の寄生成分が誤差として生じてしまうが、２つの補正素子をシミュレーションモデル中で作成しておくことによって、これらの誤差を解消し直接に比較することが可能になる。すなわち、電力供給様式Ａの構造モデルと電力供給様式Ｂの構造モデルとのシミュレーション上の差異を求めておくことで、電力供給様式の変化に対応する差異を抽出することが可能になり、その結果、電力供給様式に依存することなく構造部分のみでの特性比較が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１による補正手順の一例を示す流れ図である。
【図２】前記実施例１の測定対象素子及び補正素子の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例１及び２の測定対象素子及び補正素子の等価回路を示す回路図である。
【図４】本発明の実施例３の装置構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実験例１の測定対象素子における電磁界解析計算によるパラメータの計算結果，実測結果，補正結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実験例１の補正素子のサンプルにおける電磁界解析計算によるパラメータの計算結果，実測結果，補正結果を示すグラフである。
【図７】従来手法が持つ誤差を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：測定対象素子（１ポート測定デバイス）
１２：測定対象物
２０，３０：補正素子
２２：導体
３２：空隙
４０：測定対象素子
４２：測定対象物
１００：演算装置
１１０：プログラムメモリ
１１２：電磁界解析計算プログラム
１１４：補正処理プログラム
１２０：データメモリ
１３０：キーボード
１３２：ディスプレイ
【図１】
2006072583.tif 000010
【図２】
2006072583.tif 000011
【図３】
2006072583.tif 000012
【図４】
2006072583.tif 000013
【図５】
2006072583.tif 000014
【図６】
2006072583.tif 000015
【図７】
2006072583.tif 000016