Terahertz tarayıcı aktif yarı iletkenleri temassız olarak inceliyor

Yarı iletken malzemelerdeki yük taşıyıcı yoğunluğundaki değişiklik, terahertz frekans aralığındaki elektromanyetik radyasyonun özelliklerini etkiler. Avustralya Terahertz Mühendislik Laboratuvarı'ndaki bir araştırma grubu, devam eden çalışma sırasında diyotların ve transistörlerin pn bağlantılarını araştırmak için bu bağlantıyı kullanıyor. Bunu, inceledikleri dört diyot ve transistörün muhafazası sayesinde yapmayı başardılar.

Bu, çiplerin işlevi hakkında bilgi sağlayan temassız ve tahribatsız bir ölçüm yöntemine doğru atılan ilk adımdır. Böyle bir yöntem, gizli anahtar malzemesini işleyen güvenli öğeler veya akıllı kart IC'leri gibi bazı çipler için güvenlik riski oluşturacaktır.

Ancak şu ana kadar yöntem nispeten düşük bir çözünürlük elde etti ve araştırma, daha yüksek saat frekanslarındaki anahtarlama süreçlerini kaydetmek için çok uzun sürüyor.

Terahertz dalgaları

Adelaide Üniversitesi Terahertz Mühendislik Laboratuvarı'ndan Bryce Chung liderliğindeki ekip, 275 GHz yani 0,275 THz civarındaki frekans aralığındaki terahertz sinyalleriyle çalışıyor. Frekans 1 terahertz'in yalnızca bir kısmı olmasına rağmen bunlara terahertz dalgaları denir.

Bu frekans aralığındaki radyasyonun yarı iletken bileşenlerin incelenmesi için uygun olduğu uzun yıllardır bilinmektedir. Örneğin, 2008 yılında başka bir araştırmacı ekibi, terahertz yakın alan nanoskobu kullanarak bir transistörün doping profilini inceledi.

IEEE'deki yayınına göre

Bununla birlikte, test örnekleri olarak araştırmacılar, onlarca yıldır üretilen ve modern çiplerle karşılaştırıldığında çok büyük iç yapılara sahip ayrı bileşenleri seçtiler: 1N4007 ve 1N4148 tipi diyotlar, N-kanalı JFET 2N5485 ve NPN transistörü BC548B.

Daha yüksek çözünürlük, uzun tarama süresi

Ancak araştırmacılar önemli bir sorunu çözdüler: 275 GHz sinyali aslında küçük pn bağlantılarını görüntüleyemeyecek kadar uzun bir dalga boyuna sahip. Bu nedenle uzmanlar, özel bir alıcı teknolojisi kullanarak yansıyan sinyalden elde edilen ek bilgileri değerlendirdi.

İncelenen yarı iletkeni her biri 0,25 milimetrelik adımlarla tararlar. Kenar uzunluğu 1 santimetre olan kare bir alanın tamamen taranması yaklaşık 30 dakika sürdü.

Bu, mevcut deney düzeneğinin, ince yapılara, milyonlarca transistöre ve daha yüksek saat frekanslarına sahip tüm çiplerin işlevselliğini analiz edemediği anlamına gelir.

(ciw)