L’imagerie 3D haute résolution révèle des défauts de « morsure de souris » à l’échelle atomique dans les semi-conducteurs

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Cette image montre les couches de silicium, de dioxyde de silicium et d'oxyde de hafnium à l'intérieur d'un canal de transistor. (Image :Cornell.edu)

Les chercheurs de Cornell ont utilisé l'imagerie 3D haute résolution pour détecter, pour la première fois, les défauts à l'échelle atomique des puces informatiques qui peuvent saboter leurs performances.

La méthode d'imagerie, fruit d'une collaboration avec Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) et Advanced Semiconductor Materials (ASM), pourrait toucher presque toutes les formes d'électronique moderne, des téléphones et automobiles aux centres de données d'IA et à l'informatique quantique.

La recherche a été publiée dans Nature Communications . L'auteur principal est le doctorant Shake Karapetyan.

"Comme il n'y a vraiment aucun autre moyen de voir la structure atomique de ces défauts, cela va être un outil de caractérisation très important pour le débogage et la recherche de défauts dans les puces informatiques, en particulier au stade du développement", a déclaré David Muller, professeur d'ingénierie Samuel B. Eckert au Cornell Duffield College of Engineering, qui a dirigé le projet.

Les petits défauts constituent un défi de longue date pour l'industrie des semi-conducteurs, surtout aujourd'hui, alors que la technologie est devenue de plus en plus complexe tandis que la taille des composants a diminué jusqu'à l'échelle atomique.

Le centre de l'étude, et le cœur de la puce informatique elle-même, est le transistor :le petit interrupteur à travers lequel le courant électrique circule via un canal qui est ouvert et fermé par une porte électrique.

"Le transistor est comme un petit tuyau pour les électrons au lieu de l'eau", a déclaré Muller. "Vous pouvez imaginer que si les parois du tuyau sont très rugueuses, cela va ralentir les choses. Et donc mesurer la rugosité des parois et quelles parois sont bonnes et quelles parois sont mauvaises est maintenant encore plus important. "

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