論文の概要: Non-invasive imaging of three-dimensional integrated circuit activity
using quantum defects in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12242v1
- Date: Wed, 22 Dec 2021 22:16:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 19:55:33.129201
- Title: Non-invasive imaging of three-dimensional integrated circuit activity
using quantum defects in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンドの量子欠陥を用いた3次元集積回路の非侵襲イメージング
- Authors: Marwa Garsi, Rainer St\"ohr, Andrej Denisenko, Farida Shagieva, Nils
Trautmann, Ulrich Vogl, Badou Sene, Florian Kaiser, Andrea Zappe, Rolf
Reuter, J\"org Wrachtrup
- Abstract要約: 室温での空間分解能およびサブミクロンの空間分解能について検討し,電流密度の3次元成分を等級$approx 10,rm mu A / mu m2$に再構成した。
分離配列と材料最適化によるさらなる改善は、サブミクロン空間分解能におけるnA電流検出につながる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The continuous scaling of semiconductor-based technologies to micron and
sub-micron regimes has resulted in higher device density and lower power
dissipation. Many physical phenomena such as self-heating or current leakage
become significant at such scales, and mapping current densities to reveal
these features is decisive for the development of modern electronics. However,
advanced non-invasive technologies either offer low sensitivity or poor spatial
resolution and are limited to two-dimensional spatial mapping. Here we use
shallow nitrogen-vacancy centres in diamond to probe Oersted fields created by
current flowing within a multi-layered integrated circuit in pre-development.
We show the reconstruction of the three-dimensional components of the current
density with a magnitude down to $\approx 10 \,\rm \mu A / \mu m^2$ and
sub-micron spatial resolution capabilities at room temperature. We also report
the localisation of currents in different layers and observe anomalous current
flow in an electronic chip. Further improvements using decoupling sequences and
material optimisation will lead to nA-current detection at sub-micron spatial
resolution. Our method provides therefore a decisive breakthrough towards
three-dimensional current mapping in technologically relevant nanoscale
electronics chips.
- Abstract（参考訳）: 半導体ベースの技術のマイクロンおよびサブミクロンへの継続的なスケーリングは、デバイス密度と消費電力の低下をもたらした。
自己加熱や電流漏れのような多くの物理現象はそのような規模で重要となり、これらの特徴を明らかにするために現在の密度をマッピングすることは現代のエレクトロニクスの発展に決定的なものである。
しかし、高度な非侵襲技術は感度が低く、空間分解能が低く、2次元の空間マッピングに限られる。
ここでは,多層集積回路内を流れる電流により発生した電界を,ダイヤモンド中の浅層窒素空隙中心を用いて探究する。
本研究では,電流密度の3次元成分を等級$\approx 10 \,\rm \mu A / \mu m^2$および室温でのサブミクロン空間分解能で再構成した。
また,異なる層内の電流の局所化を報告し,電子チップ内の異常電流の流れを観測する。
分離配列と材料最適化によるさらなる改善は、サブミクロン空間分解能におけるnA電流検出につながる。
そこで本手法は,ナノスケール・エレクトロニクスチップにおける3次元電流マッピングへの決定的なブレークスルーを与える。
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