Nou mètode per a l'estudi dels defectes individuals en els transistors

Els científics de la University of Twente's MESA+ Research Institute han desenvolupat un mètode per a l'estudi dels defectes individuals en els transistors. Tots els xips d'ordinador estan formats per un gran nombre de transistors que contenen milions de defectes de menor importància.

Al principi, només era possible estudiar aquests defectes en grans nombres. No obstant això, la investigació fonamental duta a terme per científics de la University of Twente han fet que ara sigui possible fer un zoom sobre els defectes i estudiar-los de forma individual. Amb el temps, aquest coneixement serà de gran importància per al futur desenvolupament de la indústria dels semiconductors. Els resultats de la investigació es van publicar recentment.

Els xips d'ordinador normalment contenen nombrosos defectes extremadament petits. Sovint hi ha un màxim de deu mil milions de defectes per centímetre quadrat. La major part d'aquests defectes no causen problemes a la pràctica, però els grans nombres involucrats plantegen enormes desafiaments per a la indústria. Aquesta és només una de les barreres a la miniaturització dels xips, basada en la tecnologia existent.

És, per tant, de vital importància per obtenir una comprensió detallada de com sorgeixen aquests defectes, d'on es troben, i de com es comporten. Fins ara ha estat impossible estudiar els defectes individuals, a causa de la gran quantitat de defectes de cada xip i del fet de com els defectes estretament espaiats s'influencien entre sí. Per aquesta raó, els defectes sempre van ser estudiats en conjunts de diversos milions alhora. No obstant això, aquest enfocament parteix del desavantatge que només es produeix una quantitat limitada d'informació sobre els defectes individuals.

Un grup d'investigadors de la University of Twente, dirigits pel Dr. Floris Zwanenburg, han desenvolupat un mètode intel·ligent que, per fi, fa possible l'estudi de defectes individuals en transistors. Treballant a la Universitat de Nanolab de Twente, els investigadors van crear el primer xip que conté onze elèctrodes. Aquests consistien en un grup de deu elèctrodes de 35 nanòmetres d'ample i, situats perpendicularment per sobre d'ells. Un sol elèctrode 80 nanòmetres de llarg (un nanòmetre és un milió de vegades més petit que un mil·límetre). Primer van activar l'elèctrode llarg, que es comporta com la clau de pas. A una temperatura de -270 graus Celsius, per després obrir o tancar els altres. Això els permet localitzar les "fugues" o, -en altres paraules- identificar els elèctrodes sota dels quals es troben els defectes.

La neutralització dels defectes
En una etapa posterior, els investigadors van ser capaços de neutralitzar més del vuitanta per cent dels defectes mitjançant l'escalfament dels xips a 300 graus centígrads, en un forn ple d'argó. En alguns casos, només hi havia un sol defecte per sota d'un elèctrode donat. Després d'haver reduït la densitat de defectes en el material, els investigadors van ser capaços d'estudiar els defectes individuals. Floris Zwanenburg explica que "El comportament dels defectes individuals és de gran importància, ja que millorarà la comprensió dels defectes en l'electrònica contemporània. Per descomptat, l'electrònica a la feina funciona a temperatura ambient i no en les temperatures extremadament baixes utilitzades en el nostre estudi. No obstant això, aquest és un pas important per a la investigació fonamental i, en última instància, per al futur desenvolupament de la tecnologia moderna IC".

Font: PHYSorg