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

這項成像技術是康奈爾大學與臺積電、半導體材料公司 ASM 合作的結果，可能影響幾乎所有形式的現(xiàn)代電子設備，從手機和汽車到人工智能數(shù)據中心和量子計算。

▲ 圖片展示了晶體管溝道內部的硅、二氧化硅和氧化鉿層

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

該項目負責人、康奈爾大學杜菲爾德工程學院的工程學 Samuel B. Eckert 教授 David Muller 表示：“由于你實在沒有辦法看到這些缺陷的原子結構，因此這將是一個非常重要的表征工具，用于計算機芯片的調試和故障排查，尤其是在開發(fā)階段?！?/p>

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

Muller 介紹稱：“晶體管就像一個電子的小管道，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，單個高性能芯片可以包含數(shù)十億個晶體管。隨著它們尺寸的縮小，這項技術變得難以排查問題。

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)代設備的制造需要數(shù)百甚至數(shù)千步化學蝕刻、沉積和加熱，而每一步都會對結構產生影響。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，我把溫度調到這么高，然后它看起來就是這個樣子?！?/p>

這項新的成像能力有望對幾乎所有使用現(xiàn)代計算機芯片的設備產生影響，從手機到筆記本電腦和數(shù)據中心，并且可能對調試下一代技術（如量子計算機）大有裨益，這些技術需要材料具有非凡的結構控制，而目前這種控制仍未被完全理解。