고해상도 3D 이미징, 반도체 내 원자 수준 '마우스 바이트' 결함 최초 포착

전자 및 센서 인사이더(Electronics & Sensors INSIDER)

이 이미지는 트랜지스터 채널 내 실리콘, 이산화실리콘, 하프늄 산화물 층을 보여줍니다. (이미지: Cornell.edu)

컴퓨터 칩 성능 저해하는 원자 수준 결함, 최초로 3D 가시화

코넬(Cornell) 연구진이 고해상도 3D 이미징을 사용하여, 컴퓨터 칩 성능을 저해할 수 있는 원자 규모의 결함을 사상 최초로 감지했습니다.

대만 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)와 ASM(Advanced Semiconductor Materials)과의 협업으로 탄생한 이 이미징 기술은, 휴대폰과 자동차부터 AI 데이터센터와 양자 컴퓨팅까지 거의 모든 현대 전자제품에 영향을 미칠 수 있습니다.

이 연구는 Nature Communications에 발표되었습니다. 제1저자는 박사과정생 Shake Karapetyan입니다.

"이 결함들의 원자 구조를 볼 수 있는 다른 방법은 사실상 없기 때문에, 이 기술은 컴퓨터 칩의 디버깅과 결함 분석, 특히 개발 단계에서 매우 중요한 특성 분석 도구가 될 것입니다."라고 코넬 더필드 공과대학의 Samuel B. Eckert 공학 석좌교수이자 프로젝트를 이끈 David Muller 교수는 말했습니다.

점점 복잡해지는 반도체, 원자 수준 결함이 핵심 과제

미세 결함은 반도체 산업의 오랜 과제였으며, 기술이 점점 더 복잡해지고 부품 크기가 원자 규모로 줄어든 지금 더욱 그렇습니다.

이 연구의 초점이자 컴퓨터 칩의 심장부인 트랜지스터: 전기 게이트에 의해 열리고 닫히는 채널을 통해 전류가 흐르는 작은 스위치입니다.

"트랜지스터는 물 대신 전자를 위한 작은 파이프와 같습니다."라고 Muller 교수는 설명합니다. "파이프 벽이 매우 거칠면 흐름이 느려질 것입니다. 따라서 벽이 얼마나 거친지, 어느 벽이 좋고 어느 벽이 나쁜지 측정하는 것이 지금보다 훨씬 더 중요해졌습니다."

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