고해상도 3D 이미징을 통해 반도체의 원자 규모 '마우스 바이트' 결함 확인

전자 및 센서 내부자

이 이미지는 트랜지스터 채널 내부의 실리콘, 이산화규소 및 산화하프늄 층을 보여줍니다. (이미지 :Cornell.edu)

코넬 연구진은 고해상도 3D 이미징을 사용하여 처음으로 컴퓨터 칩의 성능을 저하시킬 수 있는 원자 규모 결함을 감지했습니다.

대만반도체제조회사(TSMC), 첨단반도체재료(ASM)와의 협업으로 탄생한 이미징 방식은 휴대폰, 자동차부터 AI 데이터센터, 양자 컴퓨팅에 이르기까지 거의 모든 형태의 현대 전자제품에 적용될 수 있다.

해당 연구는 Nature Communications에 게재되었습니다. . 주 저자는 박사과정 학생인 Shake Karapetyan입니다.

"이러한 결함의 원자 구조를 볼 수 있는 다른 방법은 실제로 없기 때문에 이는 특히 개발 단계에서 컴퓨터 칩의 디버깅 및 결함 찾기를 위한 매우 중요한 특성화 도구가 될 것입니다."라고 프로젝트를 주도한 코넬 더필드 공과대학의 Samuel B. Eckert 공학 교수인 David Muller가 말했습니다.

작은 결함은 반도체 산업에서 오랫동안 해결해야 할 과제였으며, 특히 지금은 기술이 점점 더 복잡해지고 구성 요소의 크기가 원자 수준으로 줄어들면서 더욱 그렇습니다.

연구의 초점이자 컴퓨터 칩 자체의 핵심은 트랜지스터입니다. 트랜지스터는 전기 게이트에 의해 열리고 닫히는 채널을 통해 전류가 흐르는 작은 스위치입니다.

“트랜지스터는 물 대신에 전자를 위한 작은 파이프와 같습니다.”라고 Muller는 말했습니다. "파이프 벽이 매우 거칠면 작업 속도가 느려질 것이라고 상상할 수 있습니다. 따라서 벽이 얼마나 거친지, 어떤 벽이 좋고 어떤 벽이 나쁜지를 측정하는 것이 이제 더욱 중요해졌습니다."

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