Científicos del Instituto de Investigación MESA + de la Universidad de Twente han desarrollado un método para estudiar defectos individuales en transistores. Todos los chips de computadora, que se componen cada uno de una gran cantidad de transistores, contienen millones de "defectos" menores.

Anteriormente, solo era posible estudiar estos defectos en grandes cantidades. Sin embargo, La investigación fundamental llevada a cabo por científicos de la Universidad de Twente ahora ha hecho posible ampliar los defectos y estudiarlos individualmente. A su debido tiempo, este conocimiento será de gran importancia para el futuro desarrollo de la industria de los semiconductores. Los resultados de la investigación se publicaron hoy en Informes científicos .

Los chips de computadora suelen contener numerosos defectos extremadamente pequeños. A menudo hay hasta diez mil millones de defectos por centímetro cuadrado. La mayor parte de estos defectos no causan problemas en la práctica, pero el gran número de involucrados plantea enormes desafíos para la industria. Esta es solo una de las barreras para una mayor miniaturización de chips, basado en tecnología existente. Está, por lo tanto, vital para obtener una comprensión detallada de cómo surgen estos defectos, de dónde se encuentran, y de cómo se comportan. Hasta ahora ha sido imposible estudiar los defectos individuales, debido a la gran cantidad de defectos en cada chip, y el hecho de que los defectos poco espaciados se influyen entre sí. Por esta razón, los defectos siempre se estudiaron en conjuntos de varios millones a la vez. Sin embargo, este enfoque adolece del inconveniente de que solo proporciona una cantidad limitada de información sobre defectos individuales.

Grifo principal

Un grupo de investigadores de la Universidad de Twente dirigido por el Dr. Floris Zwanenburg ha desarrollado un método inteligente que, por fin, permite estudiar los defectos individuales de los transistores. Trabajando en el NanoLab de la Universidad de Twente, los investigadores primero crearon chips que contenían once electrodos. Estos consistían en un grupo de diez electrodos de 35 nanómetros de ancho y, situado perpendicularmente por encima de ellos, un solo electrodo de 80 nanómetros de largo (un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro). El Dr. Zwanenburg compara estos electrodos con grifos, no con agua, sino para los electrones, que los investigadores pueden activar y desactivar. Los investigadores primero encienden el electrodo largo, la 'llave de paso'. A una temperatura de -270 grados Celsius, luego abren o cierran los otros 'grifos'. Esto les permite localizar las 'fugas', o, en otras palabras, identificar los electrodos debajo de los cuales se encuentran los defectos. Resultó que había fugas debajo de cada electrodo.

Neutralizando los defectos

En un paso posterior, los investigadores pudieron neutralizar más del ochenta por ciento de los defectos calentando los chips a 300 grados Celsius, en un horno lleno de argón. En algunos casos, solo había un defecto debajo de un electrodo dado. Habiendo reducido la densidad de defectos en el material, los investigadores pudieron entonces estudiar los defectos individuales. Floris Zwanenburg explica que "El comportamiento de los defectos individuales es de gran importancia, ya que mejorará nuestra comprensión de los defectos en la electrónica contemporánea. Por supuesto, los componentes electrónicos en cuestión funcionan a temperatura ambiente y no a las temperaturas extremadamente bajas utilizadas en nuestro estudio. Sin embargo, este es un paso importante para la investigación fundamental y, por último, para un mayor desarrollo de la tecnología CI moderna ".