搜索热:超声检测 3D打印
扫一扫 加微信
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
数字时代,计算机芯片的质量离不开无损检测
发布:kittyll   时间:2018/2/1 9:44:56   阅读:630 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

通过采用无损检测成像技术,来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology,KIT)的一个研究小组成功获得了晶体材料内部的三维图像。他们检测出了线状缺陷,并证明了该缺陷在很大程度上影响了晶体的位错行为。这些所谓的位错现象严重阻碍了计算机芯片的正常生产。据《Physical Review Letters(物理评论快报)》报道,该研究小组是将两种X射线成像方法与一种特殊类型的光学显微镜相结合进行的研究。

即使硅晶片中只含有少数的位错也会导致有缺陷的计算机芯片产生,从而导致最终生产的芯片变为不合格产品。卡尔斯鲁厄理工学院光子科学与同步辐射研究所的物理学家Daniel Hänschke博士说道:“因此,理解一个微小的机械表面缺陷在受到加工影响(例如热影响)时,是如何传播到晶体的内部深处,这是非常重要的问题”。
 

对半导体芯片进行加工处理时,一个小小的表面缺陷也可能会导致在晶片内部更大的区域上产生更大的缺陷;图片来源:德国卡尔斯鲁厄理工学院

他带领的研究团队成功精确测量了位错,并研究了它们之间在受到/不受到外界影响时的相互作用。研究人员分析了单个表面缺陷是如何扩散到六边形缺陷当中,而完全未损坏的区域可能仍然处于这种三维网络的中心。Hänschke博士指出:“由此产生的集体运动可能会减小晶片的表面积区域,并可能形成台阶,这也许会对微结构的形成和功能产生不利影响”。

结合数学模型计算,研究结果可以更好地帮助人们理解基本的物理原理。“到目前为止,研究人员使用的模型主要是基于电子显微镜在非常小的晶体样品中测量得到的数据,”另一位团队成员Elias Hamann博士解释道:“我们的方法也可以应用于研究大型的扁平晶体,如商用圆形晶片等。这是目前可用于确定微小的原始缺陷损伤和由此产生的晶体位错之间细节关系的唯一方法,这可能会有助于人们在生产制造过程中尽量避免出现重大缺陷的问题”。

这种新型的测量方法结合了卡尔斯鲁厄理工学院的KARA同步加速器的X射线技术、格勒诺布尔的ESRF欧洲同步加速器以及CDIC光学显微镜技术。所获得的测试结果将有助于改善现有的缺陷形成和缺陷扩展预测模型,并提供关于如何优化计算机芯片制造工艺的一些重要指示。

目前,在晶片表面上每平方厘米区域内安置的晶体管数量已经达到了几十亿,并且还呈现出不断增加的趋势。所以,哪怕是晶体上和晶体中存在最小的缺陷,也可能会导致数以千计的这些小电路的失效,进而导致相应的芯片失效,无法继续使用。因此,未来进一步降低芯片中的缺陷率是业界始终关注的热点。


来源:德国卡尔斯鲁厄理工学院
译者:Vince
译自:ecnmag

 
相关信息
   标题 相关频次
 X射线透射检测:芯片失效分析好帮手
 4
 比X射线更安全的三维微波摄像机来啦!
 4
 传统X射线照相技术“老”了吗?
 4
 高能X射线为铸铁行业提供一种低成本优化方法
 4
 工业X射线计算机断层扫描技术:从实验室到生产车间的华丽转身
 4
 射线检测不再是工科生的专属:体积X射线成像技术用于人文社科教学同样出彩
 4
 射线检测之底片暗室处理要点
 4
 云端的无损检测靠谱吗?教你如何正确评估云存储提供商
 4
 这一次,无损检测为食品安全出了把力!
 4
 “狗鼻子”探测器:让警犬面临下岗
 3
 1+1=2?超声波设备+探头的组合性能如何测?
 3
 2018年度ASNT创新研究奖:改善结构健康监测的磁致伸缩传感器
 3
 2026年,全球涡流检测设备市场规模将达到5.38亿美元
 3
 Micro-CT:3D打印定制医疗植入物的质量保证解决方案
 3
 保温层下腐蚀的四种最佳无损检测方法
 3
 必读好文:深度解析磁粉检测中的常见问题
 3
 材料辐射损伤现在可以实时监测了!
 3
 拆弹部队的福音:利用中子无损检测爆炸装置
 3
 超声波和其他无损检测到底对人体有害吗?
 3
 超声波化身“追风少年”:降低风能成本出新招
 3
 超声共振无损检测技术:破坏性测试材料力学性能的终结者
 3
 超声检测好帮手AVG曲线的绘制
 3
 超声检测技术逐步降低了腐蚀带来的惊人成本
 3
 超声检测十大常见缺陷定性宝典
 3
 超声检测新模式:异形结构损伤检测“一贴灵”
 3
 超声无损测量镍合金压力容器中的焊接残余应力
 3
 超声相控阵技术检测奥氏体不锈钢焊缝,完美!
 3
 穿墙超人来了:轻松穿透混凝土发现其中钢结构早期腐蚀的无损检测新方法
 3
 磁粉检测面面观
 3
 磁粉检测之如何最大限度的检出缺陷
 3
 磁粉检测中最容易被忽略的细节
 3
 当无损检测遇到了钢丝绳,是“剪不断理还乱”了吗?
 3
 对于球墨铸铁,超声波表示这样检测很轻松!
 3
 隔墙有眼:看穿墙中的未知材料
 3
 更加高大上的工业CT技术
 3
 工业4.0对无损检测行业带来的巨变
 3
 工业CT技术与绿色能源在“童话王国”的邂逅
 3
 工业视频内窥镜的发展新趋势
 3
 关于工业CT扫描的那些事
 3
 管道腐蚀无损检测:保温层神马的都是浮云
 3
 红外成像技术促进增材制造技术的进步
 3
 红外热成像:不只是一张美丽的图片
 3
 计算机断层扫描技术:由内至外、无损高效
 3
 金属棒材和管材的质量安全卫士——超声无损检测技术
 3
 看美国橡树岭实验室如何将焊接检测技术商业化
 3
 科技的进步、3D打印的兴起是否会使无损检测变得更加复杂、更加困难?
 3
 快速计算机断层扫描技术帮助实现高压压铸中的三维进程控制
 3
 快速检测二维材料的光电合一无损新方法
 3
 来自精密医疗成像技术的灵感:汽车工业检测新手段诞生
 3
 老生常谈:百年历史的磁粉检测技术的持久吸引力在哪里?
 3
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道