Imagens 3D de alta resolução revelam defeitos de “mordida de mouse” em escala atômica em semicondutores

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Esta imagem mostra as camadas de silício, dióxido de silício e óxido de háfnio dentro de um canal de transistor. (Imagem:Cornell.edu)
Os pesquisadores da Cornell usaram imagens 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 imagem, que foi o resultado de uma colaboração com a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) e a Advanced Semiconductor Materials (ASM), poderia abranger quase todas as formas de eletrónica moderna, desde telefones e automóveis até centros de dados de IA e computação quântica.

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

“Como não há outra maneira de ver a estrutura atômica desses defeitos, esta será uma ferramenta de caracterização realmente importante para depuração e localização de falhas em chips de computador, especialmente no estágio de desenvolvimento”, disse David Muller, Samuel B. Eckert Professor de Engenharia na Cornell Duffield College of Engineering, que liderou o projeto.

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

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

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

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