Даже несколько дислокаций в кремниевых вафлях могут привести к дефектным компьютерным микросхемам и, следовательно, к нежеланному производству отклоняет. «Поэтому важно понять, как незначительный механический поверхностный дефект размножается в глубину кристалла под типичными воздействиями процесса, такими как тепло», говорит доктор Дэниел Хэншк, физик Института КОМПЛЕКТА Радиации Науки и Синхротрона Фотона. Его команда преуспела в том, чтобы точно измерить дислокации и изучить их взаимодействия друг с другом и с внешними воздействиями. Ученые проанализировали, как единственный поверхностный дефект распространяется в армаду шестиугольных линий дефекта, в то время как абсолютно неповрежденные области могут остаться в центре такой трехмерной сети. «Получающееся коллективное движение может поднять или понизить большие площади поверхности на противоположную сторону вафли и вызвать формирование шагов, которые могут оказать негативное влияние на фальсификацию и функцию микроструктур», указывает Хэншк.Объединенный с математическими образцовыми вычислениями, результаты позволяют лучше понимать основные физические принципы. «Модели, используемые до сих пор, главным образом, основаны на данных, измеренных электронной микроскопией в очень маленьких кристаллических образцах», объясняет доктор Элиас Хаманн, другой член команды. «Наш метод может также быть применен, чтобы изучить большие, плоские кристаллы, такие как коммерчески доступные вафли», добавляет он. «Это – единственный способ определить подробные отношения между начальной буквой, минута оригинальное повреждение и получающимися обширными кристаллическими деформациями, которые могут вызвать основные проблемы далеко от начала дефекта».
Новый метод измерения объединяет методы рентгена в синхротроне KARA КОМПЛЕКТА и европейском синхротроне ESRF в Гренобле с так называемой световой микроскопией CDIC. Полученные результаты помогут улучшить существующие модели для прогноза формирования дефекта и распространения дефекта и, следовательно, обеспечить признаки того, как процесс фальсификации компьютерных микросхем может быть оптимизирован. Количество транзисторов, устроенных на квадратном сантиметре поверхности вафли уже, достигает нескольких миллиардов с увеличивающейся тенденцией.
Даже наименьшие дефекты на и в кристалле могут заставить тысячи этих маленьких схем терпеть неудачу и соответствующий жареный картофель, чтобы быть непригодными. Промышленность высоко интересуется дальнейшим уменьшением скорости дефектообразования в будущем.