Stap richting kleinere computerchips

| Rik Visschedijk

Het verder verkleinen van computerchips, en dus ook de apparaten waar die inzitten, heeft binnen de huidige technologie bijna zijn grens bereikt. Dat komt – onder andere – door de extreem veel kleine defecten in transistoren. Daar kan nu verandering in komen: UT-onderzoekers hebben een manier gevonden om individuele defecten in transistoren te bestuderen.

Wetenschappers van UT-onderzoeksinstituut MESA+, onder leiding van Floris Zwanenburg, publiceerden deze week hun onderzoeksresultaten in het tijdschrift Scientific Reports van de Nature Publishing Group. ‘Iedere computerchip bestaat uit grote hoeveelheden transistoren’, zegt hij. ‘En daarin zitten normaliter miljoenen kleine defecten. Die leveren geen probleem op in de praktijk, maar staan verdere verkleining van chips in de weg.’

Kraantjes

De UT-onderzoekers hebben een methode gevonden waarmee individuele defecten bestudeerd kunnen worden. In het NanoLab zijn chips gemaakt met daarin elf elektroden. Deze fungeren als een soort kranen die open en dicht gedraaid kunnen worden. Zwanenburg: ‘Als je de ‘hoofdkraan’ openzet en de elektronen laat stromen, kun je bij een temperatuur van min 270 graden zien waar het lekt door de andere kranen open en dicht te draaien. Het bleek dat onder alle electroden defecten zitten.’

Van miljoen naar individueel

Vervolgens wisten de onderzoekers ruim tachtig procent van de defecten te neutraliseren door de chips schoon te maken in een oven gevuld met het gas argon. ‘Daarna bleef er onder de meeste elektroden geen één defect over, en onder een paar zat precies één defect’, zegt Zwanenburg. ‘En nu kunnen we individuele defecten bestuderen, in plaats van miljoenen tegelijk. Dit fundamentele onderzoek is uiteindelijk ook interessant voor de industrie. Als je meer zicht heb op een enkel defect, kun je ook uitspraken doen over grote aantallen.’

Bijvangst

De resultaten van dit onderzoek zijn eigenlijk een bijvangst. ‘We waren in eerste instantie op zoek naar een manier om elektronen op te sluiten om ze te kunnen bestuderen’, zegt Zwanenburg. ‘Dat kun je doen door ze tussen twee kraantjes gevangen te zetten. Ook met die onderzoekslijn gaan we de komende tijd door, naast het onderzoek naar de individuele defecten.’