走査型SQUID顕微鏡

凝縮系物理学において、走査型SQUID顕微鏡法は、超伝導量子干渉素子（SQUID）を使用して表面磁場の強度をマイクロメートル規模の解像度で画像化する技術です。小さなSQUIDを先端に取り付け、測定するサンプルの表面近くでラスタースキャンします。SQUIDは利用可能な磁場の最も感度の高い検出器であり、リソグラフィーによってサブマイクロメートルの幅で構築できるため、走査型SQUID顕微鏡を使用すると、比類のない解像度と感度で磁場を測定できます。最初の走査型SQUID顕微鏡は、1992年にBlackらによって構築されました。^{[2]それ以来、この技術は、} YBCOおよびBSCCO化合物を含むいくつかの高温超伝導体の非従来型超伝導を確認するために使用されてきました。

走査型SQUID顕微鏡は薄膜DC SQUIDに基づいています。DC SQUIDは、2つの弱結合ジョセフソン接合で接続されたリングパターンの超伝導電極で構成されています（図を参照）。ジョセフソン接合の臨界電流を超えると、電極間の理想的な電圧差は次のように表されます^[3]

${\displaystyle {\begin{aligned}V&={\frac {R}{2}}{\sqrt {I^{2}-I_{0}^{2}}},\\&={\frac {R}{2}}\left(I^{2}-\left(2I_{c}\cos \left(\pi {\frac {\Phi }{\Phi _{0}}}\right)\right)^{2}\right)^{\frac {1}{2}},\end{aligned}}}$

ここで、Rは電極間の抵抗、 Iは電流、I ₀は最大超電流、I _cはジョセフソン接合の臨界電流、Φ はリングを通る全磁束、Φ _0は磁束量子です。

したがって、DC SQUID は磁束電圧変換器として使用できます。ただし、図に示すように、電極間の電圧は、デバイスを通過する磁束の量に応じて正弦波状に振動します。その結果、磁場またはデバイスのサイズが非常に小さく、 Φ < Φ ₀でない限り、SQUID だけでは、既知の値からの磁場の変化を測定することしかできません。DC SQUID を使用して標準磁場を測定するには、磁場が変化したときの電圧の振動数を数えるか (これは実際には非常に困難です)、デバイスと平行な別の DC バイアス磁場を使用して、一定の電圧を維持し、ループを通る磁束を一定に保つ必要があります。測定される磁場の強度は、SQUID を通過するバイアス磁場の強度に等しくなります。

SQUID の 2 つの端子間の DC 電圧を直接読み取ることも可能ですが、DC 測定ではノイズが問題になる傾向があるため、交流技術が使用されます。DC バイアス磁場に加えて、磁場強度が Φ << Φ ₀を生成する一定振幅の AC 磁場もバイアス コイルに放射されます。この AC 磁場は、SQUID の DC 成分に比例した振幅の AC 電圧を生成します。この技術の利点は、電圧信号の周波数を、潜在的なノイズ源の周波数から遠く離れた周波数に選択できることです。ロックインアンプを使用することで、デバイスは磁場に対応する周波数のみを読み取ることができ、他の多くのノイズ源を無視できます。

走査型 SQUID 顕微鏡は、超伝導量子干渉装置 ( SQUID ) をある領域に沿って移動させることで弱い磁場を測定するための高感度近接場画像化システムです。この顕微鏡は、電流によって生成される磁場を測定することで、埋設された電流を流すワイヤをマッピングしたり、磁性材料によって生成される磁場を画像化するために使用できます。集積回路またはパッケージ内の電流をマッピングすることで、短絡箇所を特定し、チップ設計を検証して、予想される場所に電流が流れているかどうかを確認できます。

SQUID 材料は超伝導性でなければならないため、測定は低温で行わなければなりません。通常、実験はヘリウム 3 冷凍機または希釈冷凍機で液体ヘリウム温度 (4.2 K) 未満で行われます。しかし、高温超伝導薄膜成長の進歩により、比較的安価な液体窒素冷却を代わりに使用できるようになっています。高温_SQUIDのみを冷却し、サンプルとの熱分離を維持することで、室温のサンプルを測定することも可能になります。いずれの場合も、SQUID プローブは漂遊磁場に対して非常に敏感であるため、通常は何らかの形の磁気シールドが使用されます。最も一般的なのはミューメタル製のシールドで、超伝導「缶」と組み合わせる場合もあります (すべての超伝導体はマイスナー効果により磁場をはじきます)。

実際の SQUID プローブは、通常、リソグラフィーで SQUID 領域の輪郭を描き、薄膜堆積によって作られます。 さまざまな超伝導材料を使用できますが、最も一般的な 2 つは、熱サイクルによる損傷に対する耐性が比較的良好なニオブと、T _c > 77 Kと高く、他の高T _c超伝導体 と比較して堆積が比較的容易なYBCOです。 いずれの場合でも、動作温度よりも高い臨界温度を持つ超伝導体を選択する必要があります。 SQUID 自体は、磁場を測定するためのピックアップ コイルとして使用することができ、その場合、デバイスの解像度は SQUID のサイズに比例します。 ただし、SQUID 内または SQUID 付近の電流によって磁場が生成され、それがコイルに記録されてノイズ源になる可能性があります。 この影響を減らすために、SQUID 自体のサイズを非常に小さくして、SQUID から離れた場所にあるより大きな外部超伝導ループにデバイスを取り付けることもできます。ループを通過する磁束が検出され、測定され、SQUID に電圧が発生します。

デバイスの解像度と感度は、どちらも SQUID のサイズに比例します。デバイスが小さいほど解像度は高くなりますが、感度は低くなります。誘導される電圧の変化はデバイスのインダクタンスに比例し、バイアス磁場の制御の制限や電子工学上の問題により、常に完全に一定の電圧を維持することはできません。ただし、実際には、ほとんどの走査型 SQUID 顕微鏡の感度は、多くの用途のほぼすべての SQUID サイズに十分であるため、解像度を高めるために SQUID をできるだけ小さくする傾向があります。電子ビーム リソグラフィー技術を使用すると、総面積が 1～10 μm ²のデバイスを製造できますが、数十から数百平方マイクロメートルのデバイスの方が一般的です。

SQUID 自体はカンチレバーに取り付けられ、サンプル表面に直接接触するか、またはサンプル表面のすぐ上で操作されます。SQUID の位置は通常、何らかの電動ステッピング モーターによって制御されます。特定のアプリケーションに応じて、装置の高さに異なるレベルの精度が要求される場合があります。先端サンプル距離を低くして操作すると、デバイスの感度と解像度が向上しますが、プローブの高さを制御するにはより高度なメカニズムが必要になります。さらに、このようなデバイスでは、正確な高さ制御を維持するために、 大規模な振動減衰が必要です。

YBCO SQUID を使用した高温走査型 SQUID 顕微鏡は、20 pT (地球の磁場の約 200 万分の 1 ) という小さな磁場を測定できます。SQUID センサーは感度が高く、1 秒平均で SQUID センサーから 100 μm の距離にあるワイヤに 10 nAの電流しか流れていなくても検出できます。この顕微鏡は特許取得済みの設計を使用しており、調査対象のサンプルは室温かつ空気中にある一方で、SQUID センサーは真空下にあり、クライオクーラーを使用して 80 K 未満に冷却されています。液体窒素は使用されていません。空気中の室温のサンプルを非接触で非破壊的にイメージングする際、システムは、センサーと電流との距離またはセンサーの有効サイズのいずれか大きい方に等しい、生の未処理の空間解像度を実現します。ただし、埋め込み層内の配線の短絡を最も正確に特定するには、高速フーリエ変換 (FFT) バックエボリューション技術を使用して、磁場画像を集積回路またはプリント配線基板の電流の等価マップに変換することができます。^{[4] [5]}次に、結果として得られる電流マップを回路図と比較し、障害の位置を特定できます。 この磁気画像の後処理と SQUID 画像の低ノイズにより、近接場制限磁気画像よりも空間分解能を 5 倍以上向上させることができます。 システムの出力は、サンプル上の位置に対する磁場強度または電流量 (処理後) の擬似カラー画像として表示されます。 電流量を取得する処理の後、この顕微鏡は、センサー電流距離が 150 μm のときに、導体の短絡を ±16 μm 以内で特定することに成功しています。^[6]

走査型 SQUID 顕微鏡の操作は、プローブとサンプルを冷却し、測定したい領域に先端をラスターで移動させるだけです。測定された磁場に対応する電圧の変化は非常に急速なので、バイアス磁場の強度は通常、フィードバック エレクトロニクスによって制御されます。この磁場の強度は、プローブの位置も追跡するコンピュータ システムによって記録されます。光学カメラを使用して、サンプルに対する SQUID の位置を追跡することもできます。

名前が示すように、SQUID は超伝導材料で作られています。そのため、高温 SQUID の場合は 90 K (液体窒素温度) 未満、低温 SQUID の場合は 9 K (液体ヘリウム温度) 未満の極低温まで冷却する必要があります。磁気電流イメージング システムの場合、小型 (幅約 30 μm) の高温 SQUID が使用されます。このシステムは、テスト対象のデバイスが室温かつ空気中にある間に、YBa ₂ Cu ₃ O ₇製の高温 SQUID を80 K 未満かつ真空中に冷却しておくように設計されています。SQUID は、超伝導ループ内に接続された 2 つのジョセフソン トンネル接合で構成されています (図 1 を参照)。ジョセフソン接合は、薄い絶縁バリアで分離された 2 つの超伝導領域によって形成されます。接合部には、臨界電流 I _oと呼ばれる最大値まで電圧降下なしで電流が流れます。 SQUID が接合の臨界電流を超える一定電流でバイアスされると、SQUID ループを流れる磁束 Φ の変化によって、SQUID 全体の電圧降下が変化します (図 1 を参照)。図 2(a) は SQUID の IV 特性を示しています。ここで、∆V は外部磁場による SQUID の変調度です。SQUID 全体の電圧は、印加磁場の非線形周期関数であり、1 つの磁束量子 Φ ₀ =2.07×10 ⁻¹⁵ Tm ²の周期を持ちます(図 2(b) を参照)。この非線形応答を線形応答に変換するために、負帰還回路を使用して SQUID にフィードバック磁束を印加し、SQUID を通過する全磁束を一定に保ちます。このような磁束ロック ループでは、このフィードバック磁束の大きさは、SQUID に印加される外部磁場に比例します。SQUID の物理的性質と SQUID 顕微鏡法の詳細については、他の場所で説明されています。^{[7] [8] [9] [10]}

磁気流イメージングでは、電子機器内の電流によって生成される磁場を利用して、その電流の画像を取得します。これは、磁場と電流の間の基本的な物理的関係であるビオ・サバールの法則によって実現されます。

${\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {Id{\vec {l}}\times {\vec {r}} }{r^{3}}}\,.}$

B は磁気誘導、Idℓ は電流の要素、定数 μ ₀は自由空間の透磁率、r は電流とセンサー間の距離です。

その結果、電流と磁場センサーの距離だけを知れば、磁場から電流を直接計算することができます。この数学的計算の詳細は他の場所で見つけることができますが、^[11]ここで重要なのは、これが他の材料や効果の影響を受けない直接計算であり、高速フーリエ変換を使用することでこれらの計算を非常に迅速に実行できることです。磁場画像は、約1〜2秒で電流密度画像に変換できます。

走査型 SQUID 顕微鏡は、もともと高温銅酸化物超伝導体 YBCO のペアリング対称性をテストする実験のために開発されました。標準的な超伝導体は、その超伝導特性に関して等方性です。つまり、超伝導体内の電子運動量のどの方向に対しても、秩序パラメータの大きさ、ひいては超伝導エネルギーギャップは同じです。しかし、高温銅酸化物超伝導体では、秩序パラメータは代わりに式 に従います。つまり、運動量空間で [110] 方向のいずれかを横切ると、秩序パラメータの符号が変わります。この関数の形は、l  = 2球面調和関数の形に等しいため、d 波超伝導と呼ばれています。超伝導電子は、exp(- i φ)に比例する単一のコヒーレント波動関数で記述されるため ( φ は波動関数の位相と呼ばれます) 、この特性は、90 度回転すると π の位相シフトが生じると解釈することもできます。 ${\displaystyle k}$${\displaystyle \Delta (k)=\Delta _{0}(cos(k_{x}a)-(k_{y}a))}$

この特性は、Tsueiら^[13]によって、 YBCOリングジョセフソン接合のシリーズを製造して利用されました。この接合は、単一のYBCO結晶の[110]ブラッグ面を横切ります（図）。ジョセフソン接合リングでは、超伝導電子は超伝導体の場合と同様にコヒーレントな波動関数を形成します。波動関数は各ポイントで1つの値しか持たないため、ジョセフソン回路全体を通過した後に得られる全体の位相係数は2πの整数倍でなければなりません。そうでない場合、リングを通過させた回数に応じて異なる確率密度の値が得られます。

YBCO では、運動量 (および実数) 空間で [110] 面を横切ると、波動関数は π の位相シフトを受ける。したがって、この面を (2 n +1) 回横切るジョセフソン リング デバイスを形成すると、2 つの接合部間に (2 n +1)π の位相差が観測される。2 n 回、または B、C、および D のように交差回数が偶数の場合、(2 n )π の位相差が観測される。位相シフトが観測されない標準的な s 波接合の場合と比較すると、単一値特性が保存されるため、B、C、および D のケースでは異常な効果は予想されなかったが、デバイス A の場合、φ=2 n π 条件を維持するためにシステムが何らかの操作を行う必要がある。走査型 SQUID 顕微鏡の背後にある同じ特性では、波動関数の位相も、Δφ=π(Φ ₀ )の関係に従って、接合部を通過する磁束の量によって変化する。シグリストとライス^[14]が予測したように、接合部におけるΦ0/2の自発的な磁束によって位相条件が維持さ_れる。

Tsueiらは走査型 SQUID 顕微鏡を使用して、図の各デバイスの局所磁場を測定し、リング A の磁場の大きさが Φ ₀ /2 Aにほぼ等しいことを観測しました( Aはリングの面積)。デバイスは、B、C、および D でゼロ磁場を観測しました。この結果は、YBCO における d 波ペアリングの最も初期かつ最も直接的な実験的確認の 1 つとなりました。

走査型SQUID顕微鏡は、ひび割れやボイドのあるバンプ、剥離ビア、ひび割れたトレース/マウスバイト、ひび割れたメッキスルーホール（PTH）などの抵抗オープン（RO）欠陥を含む、あらゆる種類のショートと導電パスを検出できます。パッケージ内の電力分布だけでなく、シリコン貫通ビア（TSV）、システムインパッケージ（SiP）、マルチチップモジュール（MCM）、スタックダイを備えた3D集積回路（IC）内の電力分布をマッピングできます。SQUIDスキャンは、組み立てられたデバイスまたはプリント回路基板（PCB）内の欠陥コンポーネントを分離することもできます。 ^[15]

高度なワイヤボンド パッケージは、従来のボール グリッド アレイ (BGA) パッケージとは異なり、ダイ上に複数のパッド列があり、基板上に複数の層があります。このパッケージ テクノロジにより、障害解析に新たな課題が生じています。これまで、走査型音響顕微鏡 (SAM)、時間領域反射率測定 (TDR) 分析、およびリアルタイム X 線 (RTX) 検査は、ショート障害の検出に使用される非破壊ツールでした。残念ながら、これらの手法は高度なワイヤボンド パッケージではあまりうまく機能しません。高度なワイヤボンド パッケージではワイヤ ボンディングが高密度であるため、従来の RTX 検査でショート箇所を特定するのは非常に困難です。ショートが発生する可能性のある場所に関する詳細な情報がなければ、ダイ表面とボンド ワイヤの両方を露出させる破壊的なデカプセル化を試みることはリスクを伴います。広い領域でモ​​ールド コンパウンドを除去するためのウェット ケミカル エッチングは、多くの場合、オーバーエッチングにつながります。さらに、パッケージのデカプセル化に成功したとしても、多層ボンド ワイヤの目視検査は盲目的な調査になります。

走査型 SQUID 顕微鏡 (SSM) データは、電流密度画像と電流ピーク画像です。電流密度画像は電流の大きさを示し、電流ピーク画像は ± 3 μm の解像度で電流経路を示します。高度なワイヤボンド パッケージをスキャンして SSM データを取得することは、タスクの半分に過ぎず、障害の位置特定が依然として必要です。重要なステップは、SSM 電流画像または電流経路画像をボンディング図や RTX 画像などの CAD ファイルと重ね合わせて、障害位置を正確に特定することです。重ね合わせの位置合わせを可能にするために、光学的な 2 点参照位置合わせが行われます。パッケージ エッジとパッケージ フィデューシャルは、位置合わせに最も便利なパッケージ マーキングです。データ分析に基づいて、SSM による障害位置特定では、ダイ、ボンド ワイヤ、またはパッケージ基板のショートを分離する必要があります。すべての非破壊アプローチを試した後、最後のステップは、SSM データを検証するための破壊的なデプロセスです。障害の分離に応じて、デプロセス手法には、カプセル化解除、平行ラッピング、または断面が含まれます。

マルチスタック ダイ パッケージの電気的ショートは、非破壊的に分離するのが非常に難しい場合があります。特に、多数のボンド ワイヤが何らかの理由でショートしている場合はなおさらです。たとえば、2 本のボンド ワイヤが互いに接触して電気的ショートが発生した場合、X 線分析によって潜在的な欠陥箇所を特定できます。ただし、ワイヤ ボンド パッドで発生した金属の移動や、ボンド ワイヤが何らかの理由で他の導電性構造に接触した場合などの欠陥は、電気的ではない非破壊技術で検出するのが非常に難しい場合があります。この場合、パッケージ内の電流の流れをマッピングできる分析ツールを利用すれば、潜在的な欠陥箇所を故障解析者に知らせる貴重な情報が得られます。

図 1a は、3 段積みダイ パッケージで構成される最初のケース スタディの概略図です。図 1b の X 線画像は、故障解析者にとって潜在的な短絡箇所を見つける難しさを示しています。特に、これは信頼性テストで不規則に故障したり回復したりしたユニット セットの 1 つです。これらのユニットに対して時間領域反射率測定法と X 線分析を実行しましたが、欠陥の特定には成功しませんでした。また、観察された電気的短絡故障モードを引き起こす可能性のある欠陥の明確な兆候もありませんでした。これらのユニットのうち 2 つは SSM で分析されました。

故障したピンを接地ピンに電気的に接続すると、図 2 に示す電流経路が生成されました。この電気経路は、パッケージを上から見下ろした際に、ワイヤボンド パッドに非常に近い導電経路を通って、すべての接地ネットに電流が流れていることを強く示唆しています。パッケージの電気およびレイアウト解析に基づくと、電流はワイヤボンド パッドに流れているか、ワイヤボンドが指定された場所の導電構造に何らかの形で接触していると推測できます。テスト対象の 2 つのユニットで同様の SSM 結果が得られた後、さらに破壊解析を行って、小さな潜在的な短絡領域に焦点を当てたところ、故障したピンのワイヤボンドが、SSM 解析で強調表示された特定の XY 位置で、スタックされたダイの 1 つの底部に接触していることがわかりました。これらのユニットの 1 つの断面図を図 3 に示します。

2台目のユニットでも同様の欠陥が見つかりました。

この例の障害は、隣接する 2 つのピン間の 8 オームの短絡として特徴付けられました。問題のピンへのボンド ワイヤは切断されましたが、外部ピンで測定された短絡には影響がなく、パッケージ内に短絡があったことを示しています。従来の放射線分析で障害を特定する最初の試みは失敗しました。おそらく、この手順で最も難しい部分は、破壊技術を使用して短絡材料を明らかにするのに十分な信頼性で、短絡の物理的な場所を特定することです。幸いなことに、現在、障害の特定プロセスの有効性を大幅に向上できる 2 つの分析技術が利用可能です。

すべてのショートに共通する特徴の 1 つは、電子が高電位から低電位へ移動するという点です。電荷のこの物理的な移動により、電子の周囲に小さな磁場が生成されます。十分な数の電子が移動すると、超伝導センサーによって総磁場を検出できます。このようなセンサーを備えた機器は、部品を通るショートの経路を追跡できます。SQUID 検出器は長年にわたり故障解析に使用されており、^[19]現在ではパッケージ レベルでの使用向けに市販されています。SQUID の電流の流れを追跡する機能により、パッケージ内のショート材料の平面図での位置など、ショートの仮想ロードマップが提供されます。私たちは、ピンが 2 ボルトで 1.47 ミリアンペアを流している、対象のパッケージの故障を調査するために、Neocera の SQUID 施設を使用しました。部品の SQUID 解析により、2 つのピンをブリッジする導電性材料の位置など、対象の 2 つのピン間の明確な電流経路が明らかになりました。部品の SQUID スキャンを図 1 に示します。

2 番目の故障箇所特定技術は、SQUID 分析後に機器ベンダーの評価サンプルとしてこの故障を特徴付けるために使用されたため、少し順番がずれています。低出力 X 線を集束して分解し、その有無を検出する能力は、これまで検出できなかった特徴を放射線写真で特定できるほどに向上しました。この分析で対象とした故障の検査には、Xradia の機器が使用されました。その結果の例を図 2 に示します。示されている特徴 (故障の原因となった材料でもある) は、断面が約 3 マイクロメートルの銅フィラメントで、社内の放射線写真機器では分解できませんでした。

この技術の主な欠点は、被写界深度が極めて浅いため、非常に小さな粒子やフィラメントを検出するために、特定の標本を何度も「カット」する必要があることです。マイクロメートル サイズの特徴を解像するために必要な高倍率では、この技術は実行に時間と費用の両方で法外な費用がかかる可能性があります。実際、この技術を最大限に活用するには、分析者が障害がどこにあるかを事前に知っておく必要があります。このため、低出力放射線撮影は SQUID の便利な補助手段ではありますが、一般的には SQUID の有効な代替手段ではありません。SQUID で短絡物質の位置を正確に特定した後、SQUID の直後に使用して、短絡物質の形態と深さを特徴付けるのが最適です。

図 1 に示すモジュールを故障解析研究室で検査したところ、故障の外部証拠は見つかりませんでした。^[20]デバイスの座標軸は、図 1 に示すように選択されました。モジュールの放射線検査は、図 2 に示すように、側面、端面、上面の 3 つの直交ビューで実施されました。この論文では、上面からの X 線ビューでモジュールの xy 平面を示します。側面ビューは xz 平面、端面ビューは yz 平面を示します。放射線画像に異常は認められませんでした。ミニボード上のコンポーネントの配置が優れているため、ミニ回路基板を上から見ると整理されていました。モジュールの内部構造は、それぞれに 1 つのマイクロ回路とコンデンサーを備えた 8 つの積み重ねられたミニボードで構成されていることがわかりました。ミニボードは、パッケージの金メッキされた外装を使用して外部モジュール ピンに接続されていました。外観検査により、レーザー カット トレンチによってデバイス上に外部回路が作成され、カプセル化された垂直スタック内の 8 つの EEPROM デバイスのいずれかを有効化、読み取り、または書き込みするために使用されることがわかりました。命名法については、パッケージの外壁にあるレーザー トレンチ ゴールド パネルにピン番号のラベルが付けられていました。8 つのミニボードには、デバイス ピンの近くのパッケージの下部から TSOP01 から TSOP08 までのラベルが付けられていました。

ピン間の電気テストにより、Vcc ピン 12、13、14、および 15 は、パッケージ壁の共通の外部金パネルを介して電気的に共通であることが確認されました。同様に、Vss ピン 24、25、26、および 27 も共通でした。X 線画像と比較すると、これらの 4 つのピンがミニボード上の 1 つの幅広のトレースに集約されていることがわかりました。すべての Vss ピンは、IV スロープによって決定される抵抗が約 1.74 オームで Vcc ピンに短絡しており、抵抗が低いことは ESD 欠陥以外の何かを示しています。同様に、部品は工場で認定されて以来電源が投入されていなかったため、電気的過負荷が故障の原因である可能性は低いと考えられました。EEPROM モジュールの 3 次元形状から、モジュール内の短絡の電流経路を構築するために、3 つ以上の平坦な側面で磁気電流イメージング (MCI) を使用することが示唆されました。前述のように、この分析用に選択された座標軸は、図 1 に示されています。

SQUID は、知られている中で最も感度の高い磁気センサーです。^[4]これにより、約 400 マイクロメートルの作動距離で 500 nA の電流をスキャンできます。すべての近接場状況と同様に、解像度はスキャン距離、または最終的にはセンサー サイズ (一般的な SQUID の幅は約 30 μm) によって制限されますが、ソフトウェアとデータ取得の改善により、3 マイクロメートル以内の電流の位置を特定できます。動作させるには、SQUID センサーを低温 (約 77 K) で真空状態に維持する必要があり、サンプルは室温のまま、薄い透明なダイヤモンド ウィンドウによって SQUID エンクロージャーから分離された一定の作動距離 z でセンサーの下でラスター スキャンされます。これにより、スキャン距離をセンサー自体から数十マイクロメートルに短縮でき、ツールの解像度が向上します。

典型的な MCI センサー構成は、垂直な z 方向の磁場に敏感です (つまり、DUT 内の平面内の xy 電流分布に敏感です)。これは、垂直方向の情報が失われることを意味するものではありません。最も単純な状況では、電流経路が 1 つの平面から別の平面にジャンプし、その過程でセンサーに近づくと、センサーに近い部分の磁場強度が強くなり、電流密度マップの強度も高くなります。このようにして、電流密度画像から垂直方向の情報を抽出できます。MCI の詳細については、他の場所で確認できます。^[21]

• ジョセフソン効果
• BCS理論
• 低温物理学
• イカ
• 故障解析
• 半導体

• 走査型 SQUID 顕微鏡の先駆者の一人、ジョン・カートリー氏。
• 走査型 SQUID 顕微鏡の設計と応用 2008-07-06 にWayback Machineでアーカイブ
• メリーランド大学超伝導研究センター
• ネオセラLLC