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精确量测次14纳米晶体管温度的新方法

2016-12-08 01:00:00 R. Colin Johnson 阅读:
IBM采用了一种新方法,能更精确地量测次14纳米世代晶体管温度…
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IBM在美国举行的IEEE国际电子组件会议(IEDM,12月3~7日)上展示纳米等级组件的热图(heat-maps);该公司采用了一种新方法,能更精确地量测次14纳米世代晶体管温度──藉由先测量一个点的热阻(thermal resistance),然后是热通量(heat flux),能更精确地产生微小组件例如晶体管与内存单元的热图。

瑞士苏黎世(Zurich)的IBM Lab研究员Bernd Gotsmann接受EE Times独家专访时表示,要量测最新设计的次14纳米晶体管与内存热点温度,到目前为止难度都非常高:“其中的问题很类似我们用手去触摸木材与金属时,它们的温度就算相同,但是因为不同材质的热阻不同,我们也会感觉到不同的温度。”
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*IBM团队以配备金/铬(Au/Cr)触点之TiO2 基板上的VO2相变化电阻所做的实验之热点绘制,显示电流灯丝(current filaments)周遭的自发热
(来源:IBM)*

为了解决以上问题,IBM以热注射器(heat injector)与扫描探针温度计(scanning probe thermometer)来装备原子力显微镜的尖端,以量测热通量。首先将已知温度注入组件(例如关闭的晶体管),接着由探针温度计量测返回热通量;这个步骤能分辨出材料的热阻,类似于辨别其温度究竟是像木材或是金属。

第二个步骤是将待测组件开启,以探针温度计量测补偿其热阻的主动热通量,因此就能更精确地量测组件的温度,特别是以次14纳米先进工艺生产的组件。透过重复以上过程,同时以原子力显微镜(AFM)扫描组件表面,就能绘制出热图并轻易识别出热点,再以重新设计细节或重新尝试来补救。

目前IBM的研究团队正在为次14纳米晶体管以及内存单元等组件,开发次纳米分辨率的热图,并期望能将该技术授权给半导体设计业者;该公司表示,产生整个组件的热图只需花费2分钟左右时间。而IBM自己正在利用该技术绘制自家开发的次10纳米晶体管与内存单元的热图。

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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R. Colin Johnson
EETimes前瞻技术编辑。R. Colin Johnson自1986年以来一直担任EE Times的技术编辑,负责下一代电子技术。 他是《Cognizers – Neural Networks and Machines that Think》一书的作者,是SlashDot.Org的综合编辑,并且是他还因对先进技术和国际问题的报道,获得了“Kyoto Prize Journalism Fellow”的荣誉。
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