Imagen 3D de Alta Resolución Revela Defectos '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)

Visualización Atómica de Defectos en Transistores

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

El método de imagen, resultado de una colaboración con Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) y Advanced Semiconductor Materials (ASM), podría afectar casi todas las formas de electrónica moderna, desde teléfonos y automóviles hasta centros de datos de IA y computación cuántica.

La investigación se publicó en Nature Communications. El autor principal es el estudiante doctoral Shake Karapetyan.

"Dado que realmente no hay otra forma de ver la estructura atómica de estos defectos, esto va a ser una herramienta de caracterización realmente importante para depuración y búsqueda de fallos en chips de computadora, especialmente en la etapa de desarrollo", dijo David Muller, Profesor Samuel B. Eckert de Ingeniería en la Facultad de Ingeniería Duffield de Cornell, quien lideró el proyecto.

Los diminutos defectos han sido un desafío persistente para la industria de semiconductores, especialmente ahora, ya que la tecnología se ha vuelto cada vez más compleja mientras los componentes se han reducido a escala atómica.

El Corazón del Chip: El Transistor

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

"El transistor es como una pequeña tubería para electrones en lugar de agua", dijo Muller. "Puedes imaginar, si las paredes de la tubería son muy rugosas, va a ralentizar las cosas. Y así, medir qué tan rugosas son las paredes y cuáles paredes son buenas y cuáles son malas es ahora aún más importante."

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