論文の概要: CMOS on-chip thermometry at deep cryogenic temperatures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00392v1
- Date: Tue, 1 Aug 2023 09:13:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-02 14:52:39.737435
- Title: CMOS on-chip thermometry at deep cryogenic temperatures
- Title（参考訳）: 深部低温におけるCMOSオンチップ温度測定
- Authors: Grayson M. Noah, Thomas Swift, Mathieu de Kruijf, Alberto Gomez-Saiz,
John J. L. Morton and M. Fernando Gonzalez-Zalba
- Abstract要約: 我々は, 相補的金属酸化物半導体(CMOS)製造プロセスに固有のオンチップ温度測定法を4種類報告した。
これらには、二次的および一次的な温度測定方法や、室温で使用される従来の温度測定構造が含まれる。
本手法の感度を温度関数として評価し, オンチップ加熱素子による局所余剰温度の測定に利用した。
- 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: Accurate on-chip temperature sensing is critical for the optimal performance
of modern CMOS integrated circuits (ICs), to understand and monitor localized
heating around the chip during operation. The development of quantum computers
has stimulated much interest in ICs operating a deep cryogenic temperatures
(typically 0.01 - 4 K), in which the reduced thermal conductivity of silicon
and silicon oxide, and the limited cooling power budgets make local on-chip
temperature sensing even more important. Here, we report four different methods
for on-chip temperature measurements native to complementary
metal-oxide-semiconductor (CMOS) industrial fabrication processes. These
include secondary and primary thermometry methods and cover conventional
thermometry structures used at room temperature as well as methods exploiting
phenomena which emerge at cryogenic temperatures, such as superconductivity and
Coulomb blockade. We benchmark the sensitivity of the methods as a function of
temperature and use them to measure local excess temperature produced by
on-chip heating elements. Our results demonstrate thermometry methods that may
be readily integrated in CMOS chips with operation from the milliKelivin range
to room temperature.
- Abstract（参考訳）: 正確なオンチップ温度センサは、動作中のチップ周囲の局所加熱を理解し、監視するために、現代のCMOS集積回路(IC)の最適性能に欠かせない。
量子コンピュータの開発は、シリコンと酸化ケイ素の熱伝導率が低下する深い低温温度(典型的には0.01 - 4 K)を動作させるICへの関心を大いに刺激し、冷却電力予算の制限により、局所的なオンチップ温度センサーがより重要になった。
本稿では, 相補的金属酸化物半導体(CMOS)製造プロセスに固有のオンチップ温度測定法について述べる。
これには、室温で使用される二次的および一次的な温度測定方法や、超伝導やクーロン遮断のような低温で発生する現象を利用する方法が含まれる。
本手法の感度を温度関数として評価し, オンチップ加熱素子による局所余剰温度の測定に利用した。
本研究は,ミリKelivinの範囲から室温まで,CMOSチップに容易に一体化可能な温度測定法を示す。
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