어떤 사람들은 측정 오류일 가능성에 대해 얘기하고

어떤 사람들은 그렇지 않을 것이다 얘기하는걸 보며


오류 가능성에 대해 얘기하는 사람들의 의견 중 어떻게 오류가 발생할 수 있는지에 대해 전달이 잘 되지 않는 것 같아

비전공자도 알기 쉽게 오류 주장하는 사람들이 무슨 얘기하는건지 해설해보겠음


이미 훅갤 많은 사람들이 4 프로브에 대해선 잘 알테니 식상한 얘길수도 있겠지만ㅋㅋ

간혹 알고는 있어도 서로 논의하다보면 간과하는게 있기도 한거니까






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1. 4프로브의 원리와 목적에 대해

 Fig 1(a)를 보면 샘플을 향한 화살표 네개가 보일거임. 저 화살표가 네개니까 4탐침, 4 프로브인거임

네개가 아니라 두개라고 쳤을 때, 한쪽 탐침1에서 전류를 흘리고 한쪽 탐침2에서 샘플을 통해 흘러들어온 전류를 받아들였다면

샘플에 있는 저항 만큼 전류가 달라졌을거임. 그 차이를 통해 저항을 알 수 있는건데

그 차이는 전위차, 즉 전압을 통해 알기 쉬움. 근데 탐침이 두개면 그 탐침으로 전류도 흐르고 전압도 측정해야 되니까 오차가 생길 수 있는거야..간단히 얘기하자면 그런거지


그래서 전류를 흘리는 탐침과 전압을 측정하는 탐침을 분리하는거임. 아주 미세한 전압을 측정하려면 그게 정확해지겠지?



2. 오류 가능성

오류 가능성을 제시하는 사람들의 의견은 크게 두가지로 나눌 수 있음. 1)샘플의 불균일 가능성 2)측정 방식의 문제


1) 불균일성

이게 핵심인데, https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view?id=sigularity_point&no=87861 예전에 이런 얘기를 한적이 있음

피막, 불균일, 크랙 등 요소를 얘기한 이유가 이거임.

균일한 물질이고 편평해서 탐침이 다 잘 붙어있고 의도대로 전류가 흐르고 의도대로 전압 측정되면 모두가 행복할거임. 근데 그렇지 않다면?

예시로 그린 Fig. 1(b)를 보면, 전류를 맡는 프로브는 원하는대로 샘플을 잘 찍었지만 전압은 불순물로 존재하는 부도체가 찍혔을 때 어떤 결과가 나올까? (어쩌면 부도체가 샘플일 수도 있는거지..잘 찍었다고 생각한 부분이 불순물인걸수도 있고 어쨌건 지금 얘기하려는건 그건 아니고)

전류를 찍은 프로브는 샘플을 따라 잘 흘러갔을거고

전압을 찍은 프로브는 부도체를 찍었으니 시작점과 도착점의 전위차가 없다고 나올거임. 그럼 노이즈만 찍히겠지?


2) 측정 방식의 문제

미세한 저항을 측정하려는데 탐침이 샘플에 잘 닿지 않거나 표면에 미세한 다른 물질을 찍거나..쉽게 말해 측정을 정확히 하지 않으면 프로브 일부가 샘플이 아닌 헛발질 할 수도 있겠지? 그러면 노이즈로 나타날 수 있다는거임..이건 뭐 직관적으로 뭔 소린지 다들 알거고



자, 이에 대해서 난 오류 가능성은 별로 없다고 생각하는데 그게 왜 그런지 말해보겠음

먼저 2) 측정 방식의 문제..이것부터 얘기하는게 내 주장을 전개해 나가기 편리하므로 그것부터 얘기하겠음.

실버페이스트 얘기가 많은데...음..뭐, 부정적인 표현은 삼가겠음. 좋게 얘기해서 프로브 스테이션 한두개만 써봤다 싶음.



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작은 샘플의 미세한 저항 측정할 때 이런 프로브스테이션에서 저 연약한 탐침을 세밀하게 조정해서 전기가 잘 통하는 물질을 발라서 고정시킴. 실버페이스트 바르는 얘기가 그 소리임..아무리 미세하게 조정해도 저 연약한 프로브가 현미경으로 들여다보면 우둘투둘한 샘플에 완전히 밀착하지 못하는 경우가 많거든? 테이프로 붙여놓듯 그런거지...


왜 저렇게 하지 않느냐는게 측정방식에 문제를 제기하는 사람들의 주장임.

근데 사진만 봐도 알겠지만...왜 실버페이스트를 안썼냐가 아니라, 프로브헤드를 뭘 썼는지 왜 안적어줬냐, 완전 수동모드였냐 반자동이었냐 전자동이었냐, 설정 어떻게 했냐 등 진짜 중요한걸 물어보는게 질의 포인트가 맞다고 봄....(헤드를 떡하니 보고도 실버페이스트 따지고 있는거 부터가 좀 이상하긴 한데...)


뭔 소리냐면

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측정에 쓰인 프로브는 이런거임.

위에 프로브스테이션하곤 좀 다르게 생겼지? 다소 투박해보이고 정밀한 측정에 쓰면 안될 것 같지만

(이거 측정해준 오퍼레이터가 장비를 너무 잘 아는 고인물이거나, 잘 몰랐거나 둘 중 하나라고 봤는데..아마 장비를 잘 알고 아주 다양한 장비를 다뤄본 고인물이 아닐까 싶긴 함..뭐 넘겨짚진 말자고 지금 얘기하려는건 그게 아니니까)


이런 헤드의 장점은, 딱 봐도 탐침이 고르게 정렬되어 있지? 탐침의 위치가 자유롭지 못한 대신에 간격이 균일함.

이걸 장점이라 봐야하나 단점이라 봐야하나...실제로 프로브스테이션을 써본 사람은 알겠지만, 미세한 프로브를 샘플에 대고 잘 맞춰서 자리잡고 실버페이스 발라놓고 측정했는데, 포지션 아주 쪼금 바꿔가면서 다시 셋팅하는게...그러면 안되지만 솔직히 대단히 번거로움. 번거롭다 보니까 균일하지 못한 샘플이라면 측정 자체를 피하게 되거나, 미세하게 바꿔가며 많이 측정하기가 쉽지 않음


근데 저 헤드를 쓰면 측정 위치 바꾸기가 상대적으로 수월해서 그런지..아니면 미세하게 조정이 되지 않는다는 심리로 인한 반대급부인지, 자꾸 조금씩 위치 바꿔가며 자주 측정하게 됨.

대마왕측에서 이번에 공개한 raw데이터에는 세번 측정한 데이터가 나와있음. 아마 수차례 조정해서 찍었고, 그 중 잘 찍힌 데이터 중에서 세개 골라서 공개했을거라 생각함(사람 심리가 보통 그래...)

단점인지 장점인지 라고 했던 얘기가 이 소리임. 저 프로브헤드 쓰면 프로브스테이션보다 묘하게 엄청 찍어대게 됨.


중요한건, 저렇게 측정했을 때 위에 얘기한 것 처럼 전류는 도체로 흐르고 전압은 부도체로 측정됐을 때 오류로 잡힘. 나도 예전에 궁금했던 점이기도 한데..

전류는 전류대로 잘 흐르고, 전압은 전위차가 없는 것으로 나오니까 저항이 노이즈만 찍힐텐데 어떻게 아는거지? 싶은데

생각해보면 전류의 측정치랑 전압의 측정치가 서로 다른 소리하게 되는거잖아?

저항으로는 노이즈가 찍히는데

전류는 내보낸거랑 들어온게 구리 수준이다? 그럼 당연히 오류가 되는거지. 네개의 탐침이 서로 다른 얘기를 하게 된거니까...


raw데이터로만 보면 오류라고 보기는 힘듦. 고의 조작이 아닌 이상 오류라고는 생각되지 않음...



얘기가 잘 흐르다 삼천포로 빠진 것 같기는 한데

하여간 이게 측정 오류를 주장하는 사람들이 무슨 소리를 하는건지 알기 쉽게 해설해본거임