欧洲计量创新与研究计划项目致力于欧洲半导体制造中的缺陷早识别

消费电子产品、创新量子技术和物联网应用都依赖于半导体，在半导体中，纳米级电气性能的可靠表征对于欧洲的创新和竞争力至关重要。这些性能的测量使评估用于定义电子材料和组件性能的关键参数。

主板上的微芯片

已完成的欧洲计量创新和研究计划（EMPIR）项目“工业中的电气纳米计量”（20IND12，Elena）是首次在规定的不确定度下使此类测量可溯源。开发并测试了用于稳健建模的成本效益高的仪器和开源软件，以及从DC到GHz的第一个“实验室外”参考标准。使用简化的预算制定了可靠的校准方法和良好实践指南。

该项目成功地改进了工业环境中纳米级电气测量的对用户友好的不确定度量化。改进了校准标准的设计，引入并量化了直流电阻/电流以及高频阻抗的新参考标准。评估了确定标准样品特性的新方法，如椭圆偏振法。

商业化：

工业制造商（包括布鲁克、CSI、NanoSurf、Park Systems）已经用他们自己的导电原子力显微镜测试了该项目中开发的混合校准样品，并发现这些样品适合校准。根据他们的反馈和一些合作伙伴的进一步测量，设计并制造了一种新型的校准样品。现在由法国国家计量测试实验室（LNE）进行商业化，它们能够验证C-AFM测量在1 kΩ至10 TΩ和10 fA至10µA的扩展电阻和电流范围内的准确性。一旦校准，这些参考样品允许用户在相同的电阻和电流范围内获得高度精确的校准C-AFM。作为主要特征，样品配备了两组平行的铂电极，能够在一条扫描线上覆盖两个电阻或电流范围，并配备了三个“短路”（SC）电极，能够进行原位尖端电阻测量。应该指出的是，作为该项目的一部分，第一批混合校准样品使其中一个合作伙伴能够验证其开发的宽量程电流测量设备（WiCMD）的性能，该设备的商业化过程正在进行中。.

工业制造商MC2现在拥有在该项目期间开发的用于扫描微波显微镜的改进电容校准套件。这些新的校准套件覆盖了更宽的电容范围，并在总不确定度方面实现了两倍的改善，目前不确定度范围为1.9%（300华氏度）至1.2%（39华氏度）。这种改进主要是由于与尺寸测量相关的不确定性降低，以及耗尽电容对总不确定度的影响降低。

此外，METAS还提供了一套完整的商业标准，包括fF范围内的电容、高达960Ω和1.15 nH的电阻和电感。

由该项目的一个合作伙伴开发的软件定义无线电的商业化正在与一家工业制造商进行中。

Nanosurf公司现已提供不同型号的SMM，其电子设备已在EMPIR项目中测试。

LNE的项目协调员François Piquemal说：“在这个项目中，我们在联盟内部进行了密切、高效和热情的合作，并从与利益相关者、制造商和行业合作者的富有成效的互动中受益。因此，该项目在更广泛地使用纳米级电气测量方面取得了里程碑式的进展，填补了缺失的校准和可追溯性基础设施的空白，从而摆脱了可重复性差和相对不准确的测量。该项目已经证明，计量实验室以外的用户可以使用C-AFM和SMM技术进行具有明确校准程序的可追溯和可量化的测量。我们预计，该项目的成果将有助于支持欧洲半导体行业的创新和竞争力。”

该EMPIR项目由欧盟地平线2020研究和创新计划和EMPIR参与国共同资助。