3D-beelden met hoge resolutie onthullen ‘muisbeet’-defecten op atomaire schaal in halfgeleiders

Elektronica en sensoren INSIDER

Deze afbeelding toont de lagen silicium, siliciumdioxide en hafniumoxide in een transistorkanaal. (Afbeelding:Cornell.edu)

Cornell-onderzoekers hebben 3D-beeldvorming met hoge resolutie gebruikt om voor het eerst defecten op atomaire schaal in computerchips te detecteren die hun prestaties kunnen saboteren.

De beeldvormingsmethode, die het resultaat was van een samenwerking met Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) en Advanced Semiconductor Materials (ASM), zou bijna elke vorm van moderne elektronica kunnen raken, van telefoons en auto's tot AI-datacenters en quantum computing.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications . De hoofdauteur is promovendus Shake Karapetyan.

“Aangezien je echt op geen enkele andere manier de atomaire structuur van deze defecten kunt zien, wordt dit een heel belangrijk karakteriseringsinstrument voor het debuggen en het opsporen van fouten in computerchips, vooral in de ontwikkelingsfase”, zegt David Muller, Samuel B. Eckert Professor of Engineering aan het Cornell Duffield College of Engineering, die het project leidde.

Kleine defecten zijn al lang een uitdaging voor de halfgeleiderindustrie, vooral nu, omdat de technologie steeds complexer is geworden terwijl de componenten in omvang zijn gekrompen tot atomaire schaal.

De focus van het onderzoek, en het hart van de computerchip zelf, is de transistor:het kleine schakelaartje waardoor elektrische stroom vloeit via een kanaal dat wordt geopend en gesloten door een elektrische poort.

"De transistor is als een klein pijpje voor elektronen in plaats van water", zei Muller. "Je kunt je voorstellen dat als de wanden van de leiding erg ruw zijn, dit de zaken zal vertragen. En dus is het nu nog belangrijker om te meten hoe ruw de muren zijn en welke muren goed en welke slecht zijn."

Bron