Pillantás a tranzisztor belsejébe<BR/>

A számítógépes chip-ek növekvő teljesítménye részben annak köszönhető, hogy az egyes áramköri elemek méretei csökkennek. Ha így megy tovább, tíz éven belül egy tranzisztor már csak 150 atomnyi hosszúságú és 50 atomnyi vastagságú lesz.

Ám minél kisebbek a tranzisztorok, annál nehezebb az előállításuk. Ráadásul a gazdaságos gyártáshoz az egy szilíciumszeleten lévő ötvenmilliárd tranzisztorból legföljebb hatvan lehet hibás. Eddig azonban nem volt semmiféle lehetőség a komponensek belső szerkezetének ellenőrzésére. A frankfurti Félvezetőfizikai Intézet és a Bell Laboratórium együttműködésével most sikerült ezt a problémát megoldani: a tranzisztorokat elektronhullámokkal világítják át.

A szokásos Mosfet (térvezérlésű fémoxid) tranzisztorok feladatukat - az áram szabályozását - elektrosztatikus terekkel végzik. Ezt szolgálják a beépített idegen ("szennyező") atomok, amelyeknek a minőségétől függően a félvezető rétegben elektronfelesleg, illetve hiány (n, illetve pvezetés) alakul ki. A tranzisztor működésében elsőrendűen fontos, hogy az idegen atomok pontosan a megfelelő helyekre kerüljenek. Azt viszont nem lehet megakadályozni, hogy a gyártáshoz szükséges hőkezelés során az idegen atomok az anyagbanne vándoroljanak ideoda. Ennek mértékét eddig közvetlen vizsgálati módszer híján többnyire számítógépes szimulációval vizsgálták.

A Wolf Dieter és munkatársai által kifejlesztett elektronholográfiai eljárás most lehetővé teszi, hogy közvetlenül bepillantsanak a tranzisztor belsejébe. A módszer azon alapszik, hogy egy tranzisztor vékony rétegein áthaladó elektronhullámok "megérzik" az elektrosztatikus potenciált, hatására mozgásuk üteme bizonyos mértékig megváltozik. Ez a fáziseltolódás láthatóvá tehető, ha a hullámokat egy referenciahullámmal interferáltatják: a keletkező interferenciamintából szemléletes fáziskép készíthető. Egy p- és egy n-vezető terület közötti átmenet például a fényességkülönbségből tisztán látható. Az ilyen képekből, persze, nem derül ki, hol helyezkednek el az idegen atomok: ehhez ki kell számítani a mintában a jelenséget előidéző elektrosztatikus potenciált.

A kutatók remélik, hogy az elektronholográfia segítségével a jövőben a Mosfet tranzisztorok jobban ellenőrizhetők lesznek. Az eddigi képek máris kimutatták, hogy eddig alábecsülték az idegen atomok vándorlásának mértékét. Az eredmények alapján új számítógépes programokat fognak készíteni, amelyek a tranzisztorgyártási folyamatot pontosabban tudják majd szimulálni. (Frankfurter Allgemeine Zeitung)

(ÉT)

Ajánló:

A Bell Laboratórium kutatóhálózata a világ élvonalába tartozik.