Учёные впервые увидели атомные дефекты внутри транзисторов современных чипов
Исследователи из Корнеллского университета совместно с TSMC и ASM разработали высокоточный метод просвечивающей электронной микроскопии, позволяющий получать трёхмерные изображения атомной структуры внутри каналов транзисторов. Впервые удалось напрямую увидеть мельчайшие дефекты — неровности на границе материалов, получившие название «мышиные укусы».
В работе использовался электронный микроскоп с матричным детектором (EMPAD), разработанным в Корнелле. Система регистрирует рассеяние электронов с рекордным разрешением, что позволяет восстанавливать положение отдельных атомов в сложных многослойных структурах (например, кремний, диоксид кремния, оксид гафния).
Анализ показал, что дефекты формируются на этапе роста каналов транзисторов и могут существенно влиять на движение электронов в устройствах, где ширина канала составляет всего 15–18 атомов. Такие неровности затрудняют поток заряда и становятся критическим фактором для производительности современных чипов.
Методика позволяет отслеживать изменения структуры после каждого этапа технологического процесса (травление, осаждение, нагрев), что даёт производителям инструмент для точной диагностики и оптимизации параметров на атомном уровне.
Открытие имеет значение не только для массовых микросхем (смартфоны, серверы, ИИ-центры), но и для квантовых компьютеров, где контроль над атомной структурой особенно важен.
Авторы подчёркивают, что новая методика станет важным инструментом для поиска и устранения дефектов на ранних этапах разработки чипов, а также для фундаментальных исследований в области материаловедения.