Вооружившись сканирующим электронным микроскопом в Хайльброннской высшей школе, Роман Хартунг уже провел исследование процессоров Ryzen 9 3950X и Core i9-10900K, показав отличия между 7-нм и 14-нм техпроцессом. Сейчас он посетил немецкую компанию Kleindiek, которая специализируется на нано-зондировании и работает почти со всеми крупными производителями чипов.
Цель заключалась в изучении отдельного транзистора процессора Ryzen. Они производятся по 7-нм технологии (7N) на мощностях TSMC. Как обычно, чтобы добраться до транзисторов, необходимо провести подготовку. В том числе убрать дополнительные слои кристалла. Транзисторы располагаются в области элементов логики чипа. Причем ячейки SRAM и связанные с ними транзисторы обычно используют кобальт, поэтому быстро окисляются, что затрудняет работу. Что еще раз указывает на сложность всего процесса производства полупроводников.
Подготовленный чип монтируется на зондовый столик. У него есть несколько подвижных манипуляторов с наконечниками диаметром вплоть до 5 нм. Манипуляторы перемещают наконечники к нужным участкам кристалла, в конечном итоге они касаются контактных точек.
После всего процесса подготовки можно переходить к измерениям. Здесь многое зависит от типа транзистора NMOS или PMOS. Наконечники позиционируются на стоке, истоке и базе. Затем снимается вольтамперная характеристика транзистора.
Данные способы позволяют определить, к какому элементу общей схемы относятся транзисторы, что позволяет распространить характеристику и на другие транзисторы участка. С помощью метода EBIC обнаруживаются короткие замыкания, после чего их можно локализовать и устранить при производстве. Это лишь небольшая доля измерений, на которых специализируется компания Kleindiek.
Нано-зондирование не только позволяет обнаруживать возможные ошибки, но и исследовать продукты конкурента, получая информацию об их характеристиках и техпроцессах. Ниже мы привели два видеоролика, на которых Роман рассказывает о своем визите в Kleindiek.