Elektronimikroskopia osoittaa atomitason vikoja mikrosiruissa10.03.2026
Kuvantamismenetelmä, joka oli Taiwan Semiconductor Manufacturing Companyn (TSMC) ja Advanced Semiconductor Materialsin (ASM) yhteistyön tulos, voisi koskettaa lähes kaikkia nykyaikaisen elektroniikan muotoja puhelimista ja autoista tekoälykeskuksiin ja kvanttilaskentaan. ”Koska näiden vikojen atomirakennetta ei voi nähdä millään muulla tavalla, tästä tulee todella tärkeä karakterisointityökalu tietokonesirujen valmistuksen vianetsintään, erityisesti kehitysvaiheessa”, sanoo projektia johtanut David Muller. ”Nykyään transistorikanava voi olla vain noin 15–18 atomia leveä ja ne ovat äärimmäisen monimutkaisia”, tohtoriopiskelija Shake Karapetyan sanoi. ”Tässä vaiheessa on tärkeää, missä kukin atomi on, ja sitä on todella vaikea karakterisoida.” Kyseessä on elektronipykografia, laskennallinen kuvantamismenetelmä, jossa elektronimikroskoopin pikselimatriisidetektoria (EMPAD) käytetään keräämään yksityiskohtaisia elektronien sirontakuvioita sen jälkeen, kun ne ovat kulkeneet transistoreiden läpi. "Voit ajatella tätä kuvantamistekniikkaa kuin massiivisen palapelin ratkaisemista, sekä kokeellisten datan ottamisen että laskennallisen rekonstruktion kannalta", Karapetyan sanoi. Kun kaikki data oli kerätty, rekonstruoitu ja atomien sijainnit oli seurattu, tutkijat pystyivät havaitsemaan kanavien rajapinnan karheutta, joka johtui optimoidun kasvuprosessin aikana muodostuneista virheistä. ”Nykyaikaisten laitteiden valmistus vaatii satoja, ellei tuhansia, kemiallisen syövytyksen, saostuksen ja lämmityksen vaiheita, ja jokainen yksittäinen vaihe vaikuttaa rakenteeseen”, Karapetyan sanoi. ”Ennen katsottiin projektiokuvia yrittäen selvittää, mitä todella tapahtui. Nyt on suora luotain, jolla voi nähdä jokaisen vaiheen jälkeen ja saada paremman käsityksen siitä, että laitoin lämpötilan näin korkeaksi, ja tältä se näyttää.” "Mielestäni tämän työkalun avulla voimme tehdä nyt paljon enemmän tiedettä ja paljon enemmän teknistä ohjausta", Karapetyan sanoi. Aiheesta aiemmin: Nanorakenteiden sotkuja selvitellen Kaarevat neutronisäteet voivat tuoda etuja teollisuudelle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Cornellin tutkijat ovat käyttäneet korkean resoluution 3D-kuvantamista havaitakseen ensimmäistä kertaa tietokonesirujen atomitason vikoja, jotka voivat sabotoida niiden suorituskykyä.