Usando métodos de imágenes no destructivos, un equipo de científicos de KIT obtiene información tridimensional del interior de los cristales. Determinan datos importantes sobre defectos en forma de línea que influyen en gran medida en el comportamiento de deformación de los cristales. Estas denominadas dislocaciones impiden la producción de chips de computadora. Como se informó en el Cartas de revisión física , los científicos combinan dos métodos de rayos X con un tipo especial de microscopía óptica.

Incluso unas pocas dislocaciones en las obleas de silicio pueden provocar chips de computadora defectuosos y, por eso, a rechazos de producción no deseados. "Por lo tanto, es importante comprender cómo un defecto superficial mecánico menor se propaga a la profundidad del cristal bajo los impactos típicos del proceso, como el calor, "dice el Dr. Daniel Hänschke, físico del Instituto de Ciencia Fotónica y Radiación Sincrotrón de KIT. Su equipo ha logrado medir con precisión las dislocaciones y estudiar sus interacciones entre sí y con los impactos externos. Los científicos analizaron cómo un solo defecto superficial se propaga en una armada de líneas de defectos hexagonales, mientras que áreas completamente intactas pueden permanecer en el centro de dicha red tridimensional. "El movimiento colectivo resultante puede subir o bajar grandes superficies en el lado opuesto de la oblea y provocar la formación de escalones, que pueden afectar negativamente a la fabricación y función de las microestructuras, ", Señala Hänschke.

Combinado con cálculos de modelos matemáticos, los resultados permiten comprender mejor los principios físicos subyacentes. "Los modelos utilizados hasta ahora se basan principalmente en datos medidos por microscopía electrónica en muestras de cristales muy pequeñas, "Dr. Elias Hamann, otro miembro del equipo, explica. "Nuestro método también se puede aplicar para estudiar grandes, cristales planos, como obleas disponibles comercialmente, ", agrega." Ésta es la única manera de determinar las relaciones detalladas entre la inicial, Daños originales mínimos y las extensas deformaciones cristalinas resultantes que pueden causar problemas importantes lejos del inicio del defecto ".

El nuevo método de medición combina técnicas de rayos X en el sincrotrón KARA de KIT y el sincrotrón europeo ESRF en Grenoble con la llamada microscopía óptica CDIC. Los hallazgos obtenidos ayudarán a mejorar los modelos existentes para el pronóstico de la formación y propagación de defectos y, por eso, proporcionan indicaciones de cómo se puede optimizar el proceso de fabricación de chips de computadora. El número de transistores dispuestos en un centímetro cuadrado de la superficie de una oblea alcanza ya varios miles de millones, con tendencia creciente. Incluso los defectos más pequeños en y en el cristal pueden hacer que miles de estos pequeños circuitos fallen y los chips correspondientes queden inutilizables. La industria está muy interesada en minimizar aún más la tasa de defectos en el futuro.