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基于金刚石氮–空位色心的微波磁场成像技术的可靠性研究--第1页

Vol.40,No.6航天器环境工程第40卷第6期

682SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING2023年12月

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基于金刚石氮–空位色心的微波磁场

成像技术的可靠性研究

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唐雨桐，叶安，付鼎元，李晓林，张超

（1.华东理工大学物理学院，上海200237；2.北京卫星环境工程研究所，北京100094）

摘要：相对于单片微波集成电路（MMIC）芯片的设计与制造工艺发展，芯片的测试与失效分析研

究进展缓慢。文章首先调研了基于金刚石氮–空位（NV）色心的高空间分辨率微波磁成像应用及通过磁

成像技术反演电流分布的技术进展；继而进行了基于NV色心系综微波磁场成像技术的MMIC热态可靠

性研究。结果表明：利用基于金刚石NV色心的微波磁场成像技术，对毫米波微波芯片表面的二维矢量

场进行高空间分辨率、高灵敏度的快速成像与重构，可以采集芯片在正常和非正常工作状态下的磁场成

像信息；进一步对微波芯片内部的信息进行反演重建，可以实现芯片内部故障点的精确定位诊断和潜在

故障点排除。所做研究有望为芯片设计、生产、测试提供可靠性诊断。

关键词：单片微波集成电路；失效模式分析；磁成像；氮−空位色心；芯片热态可靠性

中图分类号：TN707;V443文献标志码：A文章编号：1673-1379(2023)06-0682-10

DOI:10.12126/see.2023043

diamondnitrogen-vacancycolorcenters

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TANGYutong,YEAn,FUDingyuan,LIXiaolin,ZHANGChao

(1.SchoolofPhysics,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China;

2.BeijingInstituteofSpacecraftEnvironmentEngineering,Beijing100094,China)

Abstract:Comparedwiththedevelopmentofchipdesignandmanufacturingofmonolithicmicrowave

potentialfaultpointscanberealizedbyfurtherinversionandreconstructionoftheinternalinformationofthe

andtesting.

Keywords:monolithicmicrowaveintegratedcircuit;failuremodeanalysis;magneticimaging;nitrogen-

vacancycolorcenter;chipthermalreliability