Imágenes 3D de alta resolución revelan defectos de "mordida de ratón" a escala atómica en semiconductores

Electrónica y sensores INSIDER

Esta imagen muestra las capas de silicio, dióxido de silicio y óxido de hafnio dentro de un canal de transistor. (Imagen:Cornell.edu)

Los investigadores de Cornell han utilizado imágenes 3D de alta resolución para detectar, por primera vez, defectos a escala atómica en chips de computadora que pueden sabotear su rendimiento.

El método de obtención de imágenes, que fue el resultado de una colaboración con Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) y Advanced Semiconductor Materials (ASM), podría abarcar casi todas las formas de electrónica moderna, desde teléfonos y automóviles hasta centros de datos de inteligencia artificial y computación cuántica.

La investigación fue publicada en Nature Communications . El autor principal es el estudiante de doctorado Shake Karapetyan.

"Dado que realmente no hay otra forma de ver la estructura atómica de estos defectos, esta será una herramienta de caracterización realmente importante para depurar y encontrar fallas en los chips de computadora, especialmente en la etapa de desarrollo", afirmó David Muller, profesor de ingeniería Samuel B. Eckert en la Facultad de Ingeniería de Cornell Duffield, quien dirigió el proyecto.

Los pequeños defectos han sido un desafío de larga data para la industria de los semiconductores, especialmente ahora, cuando la tecnología se ha vuelto cada vez más compleja mientras que los componentes se han reducido en tamaño a la escala atómica.

El foco del estudio, y el corazón del propio chip de computadora, es el transistor:el pequeño interruptor a través del cual fluye la corriente eléctrica a través de un canal que se abre y se cierra mediante una puerta eléctrica.

"El transistor es como un pequeño tubo para electrones en lugar de agua", dijo Muller. "Se puede imaginar que si las paredes de la tubería son muy rugosas, el proceso se ralentizará. Por eso, ahora es aún más importante medir qué tan rugosas son las paredes y cuáles son buenas y cuáles malas".

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