新的工具将加速纳米级晶体管缺陷的检测，使工艺调试更简单、更愉快

新方法可在现代半导体中观察原子缺陷

康奈尔大学的科学家与ASM和TSMC公司合作，开发了一种能够可视化先进芯片中隐藏的原子级瑕疵的方法。这一方法对于调试微芯片制造工艺尤为重要：越精确地评估缺陷，就能减少不良率，更快实现成熟生产。

研究内容

该工作使用了经处理的Gate‑All‑Around（GAA）晶体管硅片——一种全包覆通道的新型门极。比利时Imec中心提供了样品。每个GAA通道是一个由18个原子构成的“微管”，其壁面可能存在不均匀性、划痕和其他缺陷，直接影响晶体管性能。虽然处理后无法改变结构，但研究人员能够追踪制造过程中每一步的质量，力求减少错误。

他们如何实现

为了观察几原子级别的缺陷，科学家采用了多平面电子ptychography（多切片电子ptychography）。该方法具有亚阿姆斯特朗级、纳米级深度分辨率，可收集电子散射并构建原子尺度图像。

关键步骤是通过STEM扫描透射电子显微镜中的EMPAD探测器采集四维衍射数据。随后对数据进行相位重建和多切片电子传播模拟。与传统投影方法不同，ptychography可从单一测量恢复完整的三维结构，从而精确定位各原子位置、局部晶格畸变以及相界参数。

意义

- 以定性定量方式评估缺陷谱——此前只能通过间接方法获得。
- 能快速在研发早期识别并消除技术问题。
- 大型企业如TSMC的兴趣验证了该方法在现代芯片调试中的实用价值。

因此，该新方法为高科技微芯片制造领域提供了更可靠、更高效的质量控制路径。