Просмотр по

Электронный микроскоп сможет измерять температуру в микрочипах

Электронный микроскоп сможет измерять температуру в микрочипах

Микроскопические масштабы современных транзисторов увеличивают их полезность, но, одновременно, сводят на нет попытки выявить в них места наибольшего нагрева, в которых наиболее вероятно возникновение поломок. Большая часть зондов превосходят измеряемое механизм по габаритам и вносят слишком большую ошибку в измерения. По этой причине, в настоящее время, производители вынуждены руководствоваться результатами компьютерного моделирования тепловых режимов работы микрочипов без подтверждения их опытными данными.

В работе, опубликованной 6 февраля в журнале Science, коллектив университетов Лос Анжелеса (UCLA) и Южной Калифорнии (USC) предложил новейший подход к измерению температуры в микроэлектронных устройствах. Проблему слишком больших термодатчиков они решили, отказавшись от них совсем.

При нагреве материалы расширяются, то есть плотность их уменьшается. Это означает, что температуру возможно установить косвенно, путем измерения этих характеристик.

Электронный микроскоп сможет измерять температуру в микрочипах

Для проверки этой идеи был взят алюминий, как материал, обладающий относительно большим коэффициентом температурного расширения. На него направляли изображающий луч трансмиссионного электронного микроскопа (TEM), что вызывало колебания зарядов в металле. Энергия подобных осцилляций (плазмонов) зависит от плотности среды, по этой причине, измеряя ее методом спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (electron energy loss spectroscopy, EELS), ученые смогли точно установить температуру на участке поверхности алюминиевого образца с нанометровым разрешением.

Команда намерена перенести собственную методику PEET (Plasmon Energy Expansion Thermometry) и на другие материалы, включая базу транзисторов — кремний. Большая часть полупроводников и прочих материалов имеют подходящие свойства, чтобы их можно было использовать в качестве собственных термометров.

Авторы указывают, что их метод дает возможность измерять температуру не только на поверхности, но и внутри микроэлектронных устройств. Немаловажно, что рабочим инструментом служит уже обширно применяемый в индустрии TEM, это упрощает внедрение PEET в производство.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *