La posibilidad de mirar dentro de los chips de silicio para ver sus pequeñas partes funcionales, sin dañar las virutas, está un paso más cerca gracias a un equipo internacional liderado por científicos de la LCN.

El grupo de la LCN, dirigido por el Dr. Neil Curson, han demostrado que pueden generar imágenes de pequeños componentes tridimensionales hechos de átomos de fósforo, que son completamente invisibles para todas las demás tecnologías de imágenes.

Notablemente, las imágenes de estos componentes se obtuvieron a pesar de que los componentes tenían el tamaño de solo unas pocas decenas de átomos, eran atómicamente delgados y estaban enterrados bajo la superficie del chip. Se obtuvo una determinación cuantitativa precisa de la ubicación de los componentes enterrados, junto con ciertas propiedades eléctricas. Este avance se publica en Avances de la ciencia .

Los componentes que se estudiaron, incluyendo un entrecruzamiento tridimensional de rayas metálicas de fósforo, fueron diseñados y fabricados por Alex Kölker, estudiante de doctorado de LCN. Usó una aguja de metal súper afilada para escribir patrones en una sola capa de átomos de hidrógeno que se encuentran en la superficie de un chip de silicio. creando una plantilla de la forma deseada. Al provocar una reacción química entre la superficie del chip y el gas fosfina, Los átomos de fósforo se escribieron en la superficie, en la forma de la plantilla. Luego, las estructuras de fósforo se enterraron con más silicio para completar el dispositivo.

Se utilizó un microscopio de microondas de barrido desarrollado recientemente para tomar fotografías de los componentes, obtenido con nuestros colaboradores en la Universidad Johannes Kepler, dirigido por Georg Gramse, y por Keysight Technologies (Austria), Instituto Paul Scherrer, ETH Zürich y EPF Lausanne (Suiza). El microscopio funciona enfocando microondas (como las de un horno microondas), hasta el extremo de una punta de metal que se empuja contra la superficie del chip. Las microondas se encienden en chip, posteriormente rebotando de los componentes enterrados, Medido, y se utiliza para construir una imagen.

Según el Dr. Curson "El trabajo es potencialmente de importancia mundial porque los chips de silicio se están volviendo tan sofisticados e intrincados que tomar instantáneas de sus partes de trabajo más pequeñas es increíblemente difícil y consume mucho tiempo, y actualmente implica destruir el chip. Si pudiéramos ver fácilmente todos los componentes de un chip, en una mansión no destructiva, sería un cambio de juego. Lo que hemos hecho es un gran paso hacia eso. ¡Estas tecnologías también se están volviendo importantes para los gobiernos que están interesados ​​en saber qué hay dentro de los productos electrónicos extranjeros que están usando! "

"Otra aplicación importante de nuestra tecnología de imágenes es ayudar en la fabricación de computadoras cuánticas de fósforo en silicio, que tienen el potencial de revolucionar la informática por completo, si se da cuenta ".

El Dr. Ferry Kienberger de Keysight Technologies dice:"Nuestra empresa ve este trabajo como un gran avance en la demostración de que la microscopía de microondas de barrido es el camino a seguir para la caracterización de la próxima generación de dispositivos eléctricos y componentes cuánticos en silicio".

Las capacidades demostradas aquí son transformadoras para el diagnóstico no invasivo de componentes eléctricos a escala atómica que formarán la próxima generación de dispositivos "clásicos" y cuánticos.