論文の概要: Three-dimensional imaging of integrated-circuit activity using quantum defects in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12242v2
• Date: Tue, 11 Jun 2024 17:43:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-14 02:02:19.067201
• Title: Three-dimensional imaging of 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集積回路活動の三次元イメージング
• Authors: Marwa Garsi, Rainer Stöhr, Andrej Denisenko, Farida Shagieva, Nils Trautmann, Ulrich Vogl, Badou Sene, Florian Kaiser, Andrea Zappe, Rolf Reuter, Jörg Wrachtrup,
• Abstract要約: 開発前の多層集積回路内を流れる電流によって生成されたオアーステッド場を, ダイヤモンド中の窒素空孔近傍で探究する。 室温での空間分解能は,約$approx 10,rm mu A / mu m2$,sub-micronである。
• 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 near-surface 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 about $\approx 10 \,\rm \mu A / \mu m^2$ and sub-micron spatial resolution at room temperature. We also report the localisation of currents in different layers and observe anomalous current flow in an electronic chip. Our method provides, therefore a decisive step toward three-dimensional current mapping in technologically relevant nanoscale electronics chips.
• Abstract（参考訳）: 半導体ベースの技術のミクロンおよびサブミクロンレギュレーションへの継続的なスケーリングにより、デバイス密度は高く、消費電力も低くなった。 このようなスケールでは、自己加熱や電流漏れなどの多くの物理的現象が重要となり、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とって決定的なことである。 しかし、高度な非侵襲技術は、感度が低く、空間分解能が悪く、2次元の空間マッピングに限られる。 ここでは, ダイヤモンド中の窒素空孔近傍のセンターを用いて, 多層集積回路内を電流流によって生成したOersted場を予備開発時に探究する。 本研究では,電流密度の3次元成分を約$\approx 10 \,\rm \mu A / \mu m^2$,室温でのサブミクロン空間分解能で再現した。 また、異なる層内の電流の局在を報告し、電子チップ内の異常な電流の流れを観察する。 そこで本手法は,ナノスケール半導体チップの3次元電流マッピングに向けた決定的なステップを提供する。

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