Imageamento 3D de Alta Resolução Revela Defeitos 'Mordida de Rato' em Escala Atômica em Semicondutores

Esta imagem mostra as camadas de silício, dióxido de silício e óxido de háfnio dentro de um canal de transistor. (Imagem: Cornell.edu)

Detecção Inédita de Defeitos Atômicos

Pesquisadores de Cornell usaram imageamento 3D de alta resolução para detectar, pela primeira vez, defeitos em escala atômica em chips de computador que podem sabotar seu desempenho.

O método de imageamento, resultado de uma colaboração com Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) e Advanced Semiconductor Materials (ASM), pode tocar quase toda forma de eletrônica moderna, de telefones e automóveis a data centers de IA e computação quântica.

A pesquisa foi publicada na Nature Communications. O autor principal é o estudante de doutorado Shake Karapetyan.

"Como realmente não há outra maneira de ver a estrutura atômica destes defeitos, isso vai ser uma ferramenta de caracterização realmente importante para depuração e busca de falhas em chips de computador, especialmente na fase de desenvolvimento", disse David Muller, Professor de Engenharia Samuel B. Eckert no Cornell Duffield College of Engineering, que liderou o projeto.

Pequenos defeitos têm sido um desafio duradouro para a indústria de semicondutores, especialmente agora, à medida que a tecnologia se tornou cada vez mais complexa enquanto os componentes encolheram em tamanho para a escala atômica.

Foco no Transistor

O foco do estudo, e o coração do próprio chip de computador, é o transistor: o pequeno interruptor pelo qual a corrente elétrica flui via um canal que é aberto e fechado por um portão elétrico.

"O transistor é como um pequeno cano para elétrons em vez de água", disse Muller. "Você pode imaginar, se as paredes do cano são muito rugosas, vai desacelerar as coisas. E então medir o quão rugosas as paredes são e quais paredes são boas e quais são ruins é agora ainda mais importante."

Fonte: Cornell University