sMIMアメリカが最もPrimeNano同社は米国のトップ大学（スタンフォード大学）と共同で開発したAFMベースの電気計測装置。試料の表面形態を測定しながら、導電率、誘電率、キャリア濃度、キャリアタイプなどの試料の電気的性質を得た。sMIMはマイクロ波周波数のインピーダンス測定に基づいて、超高い空間分解能と電気分解能を持って、サンプルの調製などの利点を必要とせず、各種材料に適用して導体、半導体、絶縁体/誘電体、埋込み構造などの材料を含み、半導体、相変化材料、ナノ科学、強誘電材料などの科学研究分野で非常に重要な応用を持っている（下図のように）。sMIM技術を用いて得られた科学研究の成果は、有名な国際定期刊行物、例えばScience，Nature，Physics Review Letters，Nano Lettersなど(http://www.primenanoinc.com/?page_id=12)

sMIM応用原理

マイクロ波信号を針先に送り、マイクロ波は針先部で近接場電磁場とサンプルを作る表面と近表面の相互作用、相互作用後、マイクロ波信号をフィードバックし、針先シフト動、フィードバックマイクロ波の振幅、位相は針先の電気信号の変化に従って変化し、ソフト部品は信号の校正、分析を行い、容量、抵抗率と形態の同期イメージングを行う。

6しんごうフィードバックパス

半導体分野-半導体デバイス

sMIM技術は、キャリア濃度分布、キャリアタイプ、金属構造、誘電体層（絶縁体）構造などを含む半導体装置の電気的性質を測定するために使用することができる。sMIM特有の利点を利用して、材料の局所的なナノスケールでのC−V曲線測定を行うことができる。デバイス特性評価、故障解析などに応用できる。以下にいくつかの典型的な例を示します。

絶縁ゲートトランジスタ

以上の左図は絶縁ゲートバイポーラトランジスタのSEM写真と他の技術を利用して測定した図形である。右図はsMIM技術を用いて得られた画像である。比較の結果、sMIM技術はデバイスのより詳細を示し、画像がより鮮明であることがわかる。sMIMではキャリアのタイプと濃度分布だけでなく、金属構造、多結晶シリコン構造、酸化層構造、酸化層中の欠陥を示している。

（http://www.primenanoinc.com/smim_wp3/?page_id=739）

CMOSかんこうそし

図はグローバルシャッタCMOS感光素子表面を走査する画像であり、走査領域の大きさは5µmx 5µmである。図中の数字に対応する領域1は、格納のためのn型の拡散領域であり、2は光陰電極n型拡散領域であり、3は浅いチャネル分離絶縁領域、4は金属接触領域、5は陰極周囲のp型基板である。sMIM−C画像は、様々な材料を明確に示している。

sMIM−C信号を用いて、ナノスケールにおける特定の位置のC−V曲線測定を行うことができる。特定の位置におけるC−V曲線測定は、半導体装置の故障解析を行うことができる。右下の図のように、異なる点の測定から得られたC-V曲線です。C−V曲線＃1とC−V曲線＃2は、デバイス構造1が記憶するためのn型の拡散領域と2光陰極n型拡散領域と一致するn型半導体であることを示している。C−V曲線5は、測定領域がp型半体であり、デバイス構造5の陰極周囲のp型基板と一致していることを示している。C−V曲線＃3は平坦であり、測定領域が非半導体材料であり、デバイス構造3の浅いチャネル分離絶縁領域と一致していることを示している。（http://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=4207）

強誘電材料及び磁性材料

sMIMを用いて、強誘電体材料及び磁性材料ドメイン及びドメイン壁の電気的性質を測定することができる。

LiTaO3

上図はLiTaO 3強誘電体材料の走査結果である。sMIM技術は、1回のスキャンでプロセス中に材料の表面形態、PFM画像と導電性分布のsMIMを同時に得る画像。PFM画像は、強誘電体材料中の異なるドメイン分布を明確に与える。sMIM図から像にはドメイン壁が導電性であることがわかる。

（http://www.primenanoinc.com/smim_wp3/?page_id=756）

グラフェン

上図はsMIM技術を用いて測定したグラフェンの導電性である。sMIM画像の鮮明な表示グラフェン上の超格子接合を示す構造のモル紋。そのモル紋構造のサイズは14 nmである。（http://www.primenanoinc.com/?page_id=751）

透過表面測定 sMIM中のマイクロ波信号は誘電体層を貫通することができ、それによって表面下の材料の電気的性質を測定することができる

sMIMは、媒体層を貫通し、表面以下の材料の性質を走査することができる。上図はsMIMを用いて溶液中の銀の電気化学的成長の過程を測定した。

（Seeing through Walls at the Nanoscale: Microwave