Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 11 reacties

Intel heeft samen met het NIST met succes een techniek voor röntgendiffractie ingezet om de kleine structuren van chips te kunnen meten. Het onderzoek maakt van de techniek een kandidaat om ingezet te worden als meettool voor steeds kleinere en complexere chipstructuren.

De huidige instrumenten die gebruikt worden om de structuren op chips bij de productie te controleren, naderen hun limiet vanwege de verkleining van de procedés en de toegenomen complexiteit, zoals bij de overstap van platte transistors naar finfet-varianten. Onderzoekers van Intel en het NIST zijn erin geslaagd röntgendiffractie in te zetten om nanometerstructuren, met de breedte van een enkel siliciumatoom, te meten.

De techniek die de wetenschappers gebruiken is de cdsaxs-technologie. Volgens NIST-onderzoeker R. Joseph Kline zijn hiermee ten opzichte van andere meetmethodes "met afstand de kleinste en meest gecompliceerde nanostructuren" in kaart gebracht. "De resultaten tonen aan dat cdsaxs de resolutie heeft om te voldoen aan de vereisten voor de metrologie van de nieuwe generatie", aldus Kline.

Intel en het NIST pasten de röntgendiffractie-meetmethode toe op samples met structuren die op haaienvinnen lijken. De vinnen waren 12 nanometer breed en 32 nanometer hoog. De verschillen in hoogte tussen de structuren varieerden minder dan 0,5 nanometer. Met cdsaxs konden de onderzoekers afwijkingen accuraat tot op 0,1nm registreren.

Bij de techniek, waar het NIST al sinds 2000 aan werkt, worden patronen van de verstrooiing van röntgenstralen met een golflengte van 0,1nm opgevangen. De verstrooiing wordt veroorzaakt door botsingen met de elektronen in de nanostructuur. De golflengte van de straling verandert niet maar de impuls wel. Computers kunnen met behulp van het diffractiepatroon de oorspronkelijke vorm van de structuur berekenen. Deze techniek wordt al langer gebruikt om kristalstructuren tot op detail te bepalen.

Intel NIST CDSAXS verstrooiing patronen

Intel en NIST tonen een voorbeeld van links een patroon met interferentiepartoon van röntgenstralen, veroorzaakt door de nanostructuur. Rechtsboven het resultaat van de analyse van de cdsaxs-metingen, daaronder een afbeelding van vergelijkbare structuren, gemaakt met een elektronenmicroscoop.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (11)

"een corresponderende afbeelding" is niet een afbeelding van het stukje wat ze met de cdsaxc-meting hebben gemaakt, gezien de missende 5e piek?

EDIT: ze komen mooi in de buurt van de resolutie van een transmission electron microscope, die volgens wiki 0,05 nm is

[Reactie gewijzigd door Alxndr op 21 oktober 2015 13:26]

Als het goed is de resolutie voorbij EM, in ieder geval is het bij kristal structuren met röntgen diffractie mogelijk om in de richting van 0,5 Å te komen kwa resolutie (de golflengte!=resolutie). Alleen is resolutie van EM en x-ray diffractie moeilijk te vergelijken: https://en.wikipedia.org/wiki/Resolution_(electron_density) . Het mooie van X-ray is dat het je structuren niet beschadigd in tegenstelling to EM. Jammer dat metalen niet compatibel zijn met NMR zijn anders hadden ze nog een stapje kunnen maken.

Het is toch wel erg gaaf dat we structuren kunnen maken die we niet eens goed kunnen visualiseren :)

[Reactie gewijzigd door bosbeetle op 21 oktober 2015 13:42]

Op dit moment heeft de STEHM (Scanning Transmission Electron Holography Microscope) van hitachi in het Bob Wright centre een resolutie van 35 picometer (0,35 Å of 0,035nm). Hiermee zijn goud atomen te visualiseren, zoals bij dit onderzoek: http://phys.org/news/2014...nanoparticles-atomic.html

Voor de chips zal het over niet al te lange tijd ophouden. 5nm transistors zullen ongeveer in 2020 uitkomen, waar lang werd gedacht dat dit de laatste stap voor het einde van Moore's law zou zijn. Bij 1nm zitten we op de schaal van enkele atomen, echt kleiner zal fysiek niet mogelijk zijn.
Het artikel dat je linkt, spreekt over een resolutie van ongeveer 2,5 Å, wat 0,25 nm is. En het spreekt helemaal niet over holografie (verzamelnaam voor interferentie-experimenten), maar wel over tomografie (3D beeldvorming zoals wordt gebruikt bij een CT (Computer Tomography) scan). Atomen visualizeren kan al "lang", en individuele atomen tellen zal niet meer "lang" op zich laten wachten.

Als je mij een referentie geeft voor die 35 picometer resolutie, dan geloof ik je. Maar dat is echt klein. Er moet serieus beperkende context zijn voor dat cijfer.
Mijn genoemde artikel ging alleen maar over imaging van gouddeeltjes op atomic resolution,
De desbetreffende STEHM staat in de universiteit van Victoria (UVic) en is de Hitachi HF3300-V. 0,7 Å spotsize is in 2013 gemeten [1] en een resolutie kleiner dan 36 picometer zou mogelijk moeten zijn. [2]
Dit jaar is er een artikel gepubliceerd, waarbij een recording time van 120 seconden met een stabiele atomische resolutie is behaald, waarbij de resolutie (reciprocal of spatial frequency) op 70 pm lag.[3]

[1] http://www.stehm.uvic.ca/..._Features_CAMTEC_2013.pdf
[2] http://www.stehm.uvic.ca/...0Instrument%20summary.pdf
[3] http://journals.cambridge...omPage=online&aid=9920002
Cool, bedankt. Had ik nog niet gezien!

Kleine nitpick: het artikel zoals je zegt is "maar" een "Proceedings" abstract, niet echt een volwaardig, peer-reviewed wetenschappelijk artikel met effectief de experimentele resultaten erin. Ik kijk daar wel naar uit natuurlijk :)

[Reactie gewijzigd door rubenvb op 24 oktober 2015 11:07]

Als je het hebt over de schaalverkleining in de wet van Moore, dan zal dat met de huidige transistors inderdaad een keer ophouden. Als het gaat puur om de snelheidswinsten die dmv Moore's wet worden voorspeld dan denk ik dat andere computerontwerpen het stokje wel zullen overnemen.

Het enige wat we op dit moment een beetje missen is stevige concurrentie die de race een beetje gaande kan houden.
"niet beschadigen" is niet helemaal correct. Met X-rays kunnen electronen uit een baan worden geschoten waardoor je de atomen dus ioniseert (en nieuwe rontgenstraling creert) . Ionisatie kan effect hebben op je structuur. Dit is de basis van XRF
Ah niet aan gedacht, goed om te weten
nee het is niet precies hetzelfde stukje (ook al was er een 5de piek in beeld)
Röntgendiffractie voor het meten van dunne lagen is al een erg oude techniek. In Nederland is het Almelose bedrijf PANalytical hierin al jaren gespecialiseerd.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True