3 月 4 日消息，據(jù)美國康奈爾大學(xué)新聞官網(wǎng) 3 月 2 日消息，康奈爾大學(xué)的研究人員利用高分辨率三維成像技術(shù)，首次檢測到計(jì)算機(jī)芯片中可能影響其性能的原子級(jí)缺陷“mouse bite（鼠咬）”。

這項(xiàng)成像技術(shù)是康奈爾大學(xué)與臺(tái)積電、半導(dǎo)體材料公司 ASM 合作的結(jié)果，可能影響幾乎所有形式的現(xiàn)代電子設(shè)備，從手機(jī)和汽車到人工智能數(shù)據(jù)中心和量子計(jì)算。

▲ 圖片展示了晶體管溝道內(nèi)部的硅、二氧化硅和氧化鉿層

這項(xiàng)研究于 2 月 23 日發(fā)表在《自然 · 通訊》上。第一作者是康奈爾大學(xué)博士生 Shake Karapetyan。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、康奈爾大學(xué)杜菲爾德工程學(xué)院的工程學(xué) Samuel B. Eckert 教授 David Muller 表示：“由于你實(shí)在沒有辦法看到這些缺陷的原子結(jié)構(gòu)，因此這將是一個(gè)非常重要的表征工具，用于計(jì)算機(jī)芯片的調(diào)試和故障排查，尤其是在開發(fā)階段。”

微小的缺陷一直是半導(dǎo)體行業(yè)的一大挑戰(zhàn)，隨著技術(shù)的日益復(fù)雜，組件的尺寸已縮小至原子尺度。本次研究的焦點(diǎn)也是計(jì)算機(jī)芯片的核心 —— 晶體管：一個(gè)小小的開關(guān)，電流通過一個(gè)由電門控制開啟和關(guān)閉的通道流動(dòng)。

Muller 介紹稱：“晶體管就像一個(gè)電子的小管道，而不是水。你可以想象，如果管道的管壁非常粗糙，它將會(huì)減慢速度。因此測量管壁的粗糙程度，哪些管壁是好的，哪些是壞的，現(xiàn)在變得更加重要?！?/p>

如今，單個(gè)高性能芯片可以包含數(shù)十億個(gè)晶體管。隨著它們尺寸的縮小，這項(xiàng)技術(shù)變得難以排查問題。

在最新研究中，研究人員能夠檢測到芯片的界面粗糙度 —— 揭示了“鼠咬”的現(xiàn)象。這種粗糙度源于優(yōu)化生長過程中形成的缺陷。

論文第一作者 Karapetyan 表示：“現(xiàn)代設(shè)備的制造需要數(shù)百甚至數(shù)千步化學(xué)蝕刻、沉積和加熱，而每一步都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。以前芯片研究人員需要通過投影圖像來試圖弄清楚實(shí)際情況，現(xiàn)在可以直接觀察，在每一步之后真正看到成果，從而更好地掌握，哦，我把溫度調(diào)到這么高，然后它看起來就是這個(gè)樣子?！?/p>

這項(xiàng)新的成像能力有望對(duì)幾乎所有使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)芯片的設(shè)備產(chǎn)生影響，從手機(jī)到筆記本電腦和數(shù)據(jù)中心，并且可能對(duì)調(diào)試下一代技術(shù)（如量子計(jì)算機(jī)）大有裨益，這些技術(shù)需要材料具有非凡的結(jié)構(gòu)控制，而目前這種控制仍未被完全理解。