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介绍
最近，德国卡尔斯鲁厄理工学院的一组科学家通过无损成像方法获取了晶体内部的三维图像，通过测量晶体内部的电势帮助优化计算机芯片制造工艺。
背景
脱位又称错位。在材料科学中，晶体材料中的内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列。从几何角度来看，位错是线缺陷的一种，可以看作是晶体滑移和非滑移部分的分界线，它的存在对材料性能，尤其是材料性能有重大影响。机械性能。
“位错”的概念最早由意大利数学家、物理学家维托沃尔泰拉于1905年提出。为了直观地理解位错的概念，我们首先看一下晶体位错的透射电子显微镜图像。
这些线缺陷对晶体的变形行为有着显着的影响，而这个数据对于计算机芯片的制造也非常重要。即使硅晶圆内部最轻微的错位也会导致计算机芯片出现缺陷并导致产品报废。
创新
最近，德国卡尔斯鲁厄理工学院的一组科学家利用无损成像方法获取了晶体内部的三维图像，以识别晶体内部的位错。据《物理评论快报》杂志报道，科学家们结合了两种X射线方法和一种特殊的光学显微镜来实现这项技术。
技术
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DanielHnschke博士表示，了解机械表面上的小缺陷在热等特殊过程的影响下如何在晶体内部深处传播非常重要。他的团队成功地准确测量了位错并研究了它们如何相互作用以及外部影响。
科学家们分析了单个表面缺陷如何扩散成一系列六边形缺陷线，同时在这个三维网络的中心留下了完整的区域。汉施克指出，由此产生的集体运动会升高或降低晶圆另一端的大表面积，从而形成一个台阶。这些步骤会对微结构的制造和功能产生负面影响。
通过数学模型的计算，研究成果将帮助我们更好地理解底层的物理原理。该团队的另一位成员EliasHamann博士解释说，目前使用的模型主要基于使用电子显微镜对非常小的晶体样品测量的数据。他们的方法还可以应用于研究大型平面晶体，例如商业晶圆。这是确定初始损伤与广泛晶体变形最终发展之间的微妙关系的题，这种变形会导致超出初始损伤的严重题。
这种新的测量方法将KITKARA同步设施和位于法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射设施的X射线技术与CDIC光学显微镜相结合。
价值
这些发现将通过改进现有的预测缺陷形成和缺陷传播的模型来帮助优化计算机芯片制造工艺。
一平方厘米的晶圆表面上已经排列了数十亿个晶体管，并且数量还在不断增加。即使晶体表面和内部的最小缺陷也会破坏数千个微小电路，导致芯片无法使用。该行业对未来进一步降低缺陷率表现出极大的兴趣。
关键词
晶体、半导体、芯片、晶圆
参考
【一】
【2】DHnschke,ADanilewsky,LHelfen,EHamann,TBaumbach相关势的三维成像半导体晶圆热滑移起始的见解物理评论快报，2017,11921DOI:101103/PhysRevLett119215504
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