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Les astronomes de l'Université d'État de San Diego (SDSU) se sont fait un nom en tant que constructeurs de détecteurs de lumière électroniques pour bon nombre des plus grands télescopes du monde, parmi lesquels le télescope Keck à Hawaï et le Hale sur la montagne Palomar en Californie. Maintenant, ces astronomes ont orienté leur technologie vers une nouvelle cible : les puces informatiques. Montés sur des microscopes plutôt que sur des télescopes, les détecteurs peuvent détecter les défauts des puces informatiques plus facilement et potentiellement à moindre coût que les méthodes existantes.
Dans une industrie où de petites améliorations technologiques peuvent faire une grande différence dans les marges bénéficiaires, ces détecteurs, qui sont sensibles au rayonnement dans la partie infrarouge du spectre, pourraient avoir un impact significatif.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mars 1998
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Nous pensons que cela devrait être très utile, déclare Robert Leach, un astronome du SDSU qui a aidé à créer des appareils d'imagerie électronique pour les télescopes dans les années 1980 avec l'ingénieur du SDSU Frank Beale. Reconnaissant la gamme d'applications potentielles, Frank Low, président des laboratoires infrarouges de Tucson, en Arizona, a commencé à travailler avec les scientifiques du SDSU au printemps 1996 pour développer des détecteurs infrarouges destinés à la fabrication de puces. Le microscope à émission infrarouge qu'ils ont développé, connu sous l'acronyme IREM 1, a été mis sur le marché l'automne dernier.
IREM 1 descend d'un détecteur infrarouge construit par la société Low qui vole maintenant sur le télescope spatial Hubble. Lorsque le microscope passe sur la surface d'une puce informatique, tout rayonnement infrarouge (chaleur) émis par la puce s'accumule dans les 65 000 puits, ou pixels, d'une plaquette de silicium montée à l'extrémité du microscope. Des capteurs dans chaque puits mesurent la quantité de lumière collectée ; en quelques secondes, les informations de ces pixels se combinent pour générer une image sur un écran d'ordinateur.
Les appareils pourraient résoudre un problème épineux pour les fabricants d'ordinateurs, le test efficace des nouvelles puces avant qu'elles n'atteignent les consommateurs. Même le plus petit défaut d'une puce informatique - peut-être une tache de poussière intégrée dans les circuits ou un endroit où l'isolation s'est érodée - peut faire sauter le courant électrique entre les transistors, provoquer une fuite de chaleur et réduire les performances, explique Low.
Pour trouver de tels défauts, les fabricants ont soumis leurs puces à une série de tests, notamment en leur faisant passer du courant et en les scrutant avec des détecteurs de lumière. Mais comme les puces défectueuses dégagent plus de chaleur que de lumière, la fuite de chaleur est beaucoup plus facile à détecter. En fait, l'effet est assez dramatique - la chose s'illumine, dit Leach.
Il suggère que les fabricants de puces pourraient utiliser IREM 1 pour rechercher des puces manifestement défectueuses, ce qui permettrait d'économiser des tests plus compliqués et coûteux pour les puces qui réussissent cette première coupe brute, et soutient que le nouveau dispositif pourrait améliorer la conception des puces en identifiant les défauts récurrents. dans des microcomposants spécifiques sur la puce.
De telles améliorations sont absolument essentielles à la compétitivité de ces entreprises, déclare Jeff Weir, porte-parole de la Semiconductor Industry Association, la principale association commerciale des fabricants de puces américains. Tout ce qui permet de trouver plus rapidement et plus facilement une puce défectueuse est important. Les choses qui peuvent accélérer la production sont des générateurs d'argent.
Selon Low, les inventeurs ont déjà vendu des IREM à deux sociétés, dont l'une a acheté plusieurs appareils. Le premier à les acheter, l'un des plus grands fabricants de puces au monde, teste l'appareil dans son processus de production. (Low a refusé de nommer les entreprises, citant des contrats de confidentialité.)
Infrared Labs prévoit maintenant une matrice de deuxième génération qui sera considérablement plus rapide que l'IREM 1. Avec 16 fois plus de pixels-1,04 million par rapport aux 65 000 de l'IREM 1, cela permettra à l'appareil de voir 16 fois plus d'espace sur la puce immediatement.