Toshiba: анализ пути электрона с точностью до 1 нм

Компания Toshiba сообщила о своем прорыве в области визуализации движения электронов и примесей в полупроводниках, впервые позволяющей провести анализ пути распространения зарядов с точностью до 1 нанометра. Это достижение, которое основано на сканирующей микроскопии сопротивления растекания (SSRM), является важным шагом на пути к созданию чипов по техпроцессу 45-нм и ниже. Toshiba представила новую методику на Международном симпозиуме по физическим основам надежности (IRPS), который проводился с 15 по 19 апреля в Аризоне, США.
Сканирующая микроскопия сопротивления растекания (SSRM) – технология двумерного картографирования сопротивлений на перекрестных поверхностях, позволяющая анализировать распределение электронов и примесей. Высокая точность, необходимая для создания 45-нм чипов, требуется для анализа плотности электронов в канале и возможности контроля за примесями с точностью 1 нм, так как даже незначительные различия в характеристиках могут привести к увеличению уровня токов утечки и риску короткого замыкания.
Технология SSRM использует сканирующий зонд для двумерной визуализации траектории заряда в полупроводниковых устройствах. Полученные изображения показывают вариации в сопротивлении, вызванные примесями, и позволяют произвести анализ путей распространения заряда. В то же время уровень точности и повторное воспроизводство изображений высокого разрешения с помощью традиционной технологии SSRM ограничен пятью нанометрами.
Основными причинами такого ограничения точности являются ухуджение четкости изображения из-за водяного пара, попадающего на образец из окружающей среды, а также сложность контроля стабильного контакта между образцом и зондом. Для преодоления этих барьеров инженеры Toshiba установили оборудование SSRM в вакуумной камере и стабилизировали положение зонда. Это позволило создать оптимальные условия и поднять предел разрешения до 1 нм - максимально возможного на сегодняшний день для SSRM-техники. Toshiba планирует использовать эту технологию для создания чипов по 45-нанометровому производственному процессу.
На фотографии ниже вы видите изображение 45-нм транзистора, полученное с помощью технологии SSRM.

Схема работы SSRM в вакууме.

Плотность электрического тока можно измерить с помощью сканирования поперечного сечения образца зондом с алмазным покрытием высокой проводимости. С помощью полученных данных можно рассчитать плотность путей распространения заряженных частиц.