{"id":33081,"date":"2026-02-10T09:00:00","date_gmt":"2026-02-10T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=33081"},"modified":"2026-02-12T14:38:30","modified_gmt":"2026-02-12T13:38:30","slug":"quantendiamantmikroskop-praezise-fehleranalyse-von-komplexen-halbleiterstrukturen-mittels-quantensensorik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/expertise\/close-ups\/quantendiamantmikroskop-praezise-fehleranalyse-von-komplexen-halbleiterstrukturen-mittels-quantensensorik\/","title":{"rendered":"Quantendiamantmikroskop<\/strong> | Pr\u00e4zise Fehleranalyse von komplexen Halbleiterstrukturen mittels Quantensensorik"},"content":{"rendered":"\n
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Wie k\u00f6nnen Fehler in komplexen, mehrlagigen Chipstapeln gefunden werden? Das Fraunhofer EMFT<\/a> nutzt daf\u00fcr Quantentechnologie, bzw. ein Quantendiamantmikroskop. Damit lassen sich Magnetfelder und Stromfl\u00fcsse in Mikrochips mit h\u00f6chster Pr\u00e4zision visualisieren, ganz ohne aufwendige K\u00fchlung oder zeitintensives Abrastern der Proben.<\/strong><\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Fehlerlokalisierung durch NV-Zentren im Diamanten<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Herk\u00f6mmliche Methoden zur Fehleranalyse defekter Chips sto\u00dfen oft an ihre Grenzen, wenn es darum geht, Str\u00f6me in tief liegenden Lagen oder innerhalb ganzer Chipstapel (Advanced Packaging<\/strong>) exakt zu lokalisieren. Ohne diese exakte Lokalisierung bleibt die genaue Fehlerursache aber oft im Verborgenen, was langwierige Iterationszyklen in der Entwicklung zur Folge hat und die Markteinf\u00fchrung neuer Chipdesigns erheblich verz\u00f6gern kann. Das am Fraunhofer EMFT in M\u00fcnchen eingesetzte Quantendiamantmikroskop bietet hier einen entscheidenden technologischen Vorteil. Sogenannte Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren)<\/strong> in einem Diamanten<\/strong> fungieren als hochsensible Quantensensoren und reagieren auf kleinste Magnetfeld\u00e4nderungen.<\/p>\n

Im Gegensatz zu etablierten Verfahren nutzt das Quantendiamantmikroskop eine Weitfeld-Messmethode<\/strong>. Anstatt die Probe zeitaufwendig punktweise abzurastern, liefert das System unmittelbar ein Bild der gesamten Magnetfeldverteilung. Ein signifikanter Vorteil ist zudem der Betrieb bei Raumtemperatur<\/strong>. Da das Mikroskop ohne kryogene Gase zur K\u00fchlung auskommt, ist der Prozess deutlich effizienter und kosteng\u00fcnstiger als bisherige Magnetfeld-Messmethoden (wie z. B. SQUID).<\/p>\n

Auf diese Weise k\u00f6nnen Defekte oder Leckstr\u00f6me mit dem Quantendiamantenmikroskop zerst\u00f6rungsfrei identifiziert werden. Dar\u00fcber hinaus er\u00f6ffnet die Technologie neue M\u00f6glichkeiten im Bereich der vertrauensw\u00fcrdigen Elektronik<\/strong>. Durch den Vergleich des gemessenen Stromflusses mit dem Design-Sollwert lassen sich Manipulationen oder Hardware-Trojaner aufsp\u00fcren. Dank der hohen Messgeschwindigkeit ist die Technologie perspektivisch auch f\u00fcr eine prozessnahe Kontrolle direkt in der Halbleiterproduktion einsetzbar.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

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Quantendiamantmikroskop zur sensitiven Messung von Stromfl\u00fcssen und Temperaturverteilungen in Mikrochips mithilfe von NV-Zentren.
©<\/span>Fraunhofer EMFT | Bernd M\u00fcller<\/div><\/div>\n <\/div>\n\n\n
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Quantendiamantmikroskop – Auf einen Blick<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Ger\u00e4t\/ Technologie<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Quantendiamantmikroskop zur Visualisierung von Stromfl\u00fcssen in Mikrochips mittels NV-Zentren in Diamant<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Standort<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Fraunhofer EMFT \u2013 M\u00fcnchen<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Leistung<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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  • Hochsensible Magnetfeldmessung zur Rekonstruktion von Stromfl\u00fcssen<\/li>\n
  • Weitfeld-Messmethode erm\u00f6glicht die Erfassung der Magnetfeldverteilung der gesamten Probe ohne zeitaufwendiges Abrastern<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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Besonderheiten<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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  • Betrieb bei Raumtemperatur m\u00f6glich (keine kryogenen Gase zur K\u00fchlung erforderlich)<\/li>\n
  • Hohe r\u00e4umliche Aufl\u00f6sung und Sensitivit\u00e4t gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Methoden (SQUID, Hall-Sonden)<\/li>\n
  • Perspektivisch f\u00fcr den Einsatz direkt in der Halbleiterproduktion geeignet<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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Kooperation<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Fraunhofer IMWS<\/strong><\/a>; Anfragen f\u00fcr Kooperationen und gemeinsame Projekte sind erw\u00fcnscht<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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F\u00f6rderung und Projektlaufzeit<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Das Ger\u00e4t wurde im Jahr 2025 im Rahmen der APECS-Pilotlinie angeschafft.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Fraunhofer EMFT nutzt ein Quantendiamantmikroskop zur pr\u00e4zisen Visualisierung von Magnetfeldern und Stromfl\u00fcssen in komplexen Chipstapeln. Diese Technologie erm\u00f6glicht eine hocheffiziente und zerst\u00f6rungsfreie Fehleranalyse in der Halbleiterfertigung.<\/p>\n","protected":false},"author":144,"featured_media":33086,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":true,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[],"class_list":["post-33081","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-close-ups"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/33081","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/144"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=33081"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/33081\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33152,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/33081\/revisions\/33152"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/33086"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=33081"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=33081"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=33081"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}