这项X射线技术让芯片无秘密可言:纳米级还原内部构造 现已破解16nm芯片

时间:2019-10-16 来源:www.mdjtour.com

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扫描芯片内部的硬件结构现在可以像对人体的CT扫描一样。

瑞士Paul Scherrer研究所和南加州大学的科学家发明了一种新型X射线显微镜,该显微镜可以了解其内部结构并在不破坏芯片的情况下发现芯片中可能的硬件。后门。

此显微镜高度精确,并已在16nm FinFET芯片上成功进行了测试,可以轻松扩展到当前的主流7nm工艺芯片。

研究人员将这种技术称为排印X射线分层摄影技术,该技术已发表在《电子自然》杂志上。

这项技术不仅破解了芯片的内部结构,而且还像指纹识别一样,决定了芯片代工和设计公司。

但是,研究人员说,这项技术的主要用途之一是寻找芯片制造和设计之间的偏差,这些偏差可能表明芯片会导致错误或更糟。发现与设计背离的问题比对整个设计进行反向工程更容易。

范围广,精度高,速度快

通常,对芯片进行反向工程是非常耗时的过程。这涉及费力地去除芯片中的纳米级连接层并使用不同级别的成像技术对其进行映射。

因为,通常,显微镜的分辨率越高,扫描范围越小,这就需要一系列设备进行光学显微镜处理以获得更大的尺寸特征,而需要使用电子显微镜进行测量以获取最小尺寸的特征。

Paul Scherrer研究所的显微镜仅用一个设备即可扫描完整的芯片,扫描范围为12 x 12mm,可轻松容纳iPhone的A12芯片。

研究人员在由16nm工艺技术制造的芯片上测试了该技术,在30小时内扫描了300 x 300微米的区域,然后放大了40微米的直径区域,以产生分辨率为18.9 nm的3D图像。如图1所示。

用高能X射线扫描

这项新技术是对2017年引入的团队技术的改进。迅速发展该技术的主要原因是照明光源的发展。

他们使用来自第三代同步加速器的相干X射线束照亮芯片,从芯片散射和衍射的数据中恢复了其内部结构。

在这项新技术中,研究人员将裸芯片抛光至20微米的厚度,并将其以61度角放置在扫描平台上。然后,当X射线束聚焦到芯片上时旋转芯片,并且光子计数相机接收不同角度的衍射图。

随着更高强度的X射线源的出现,获取衍射图样的时间大大减少,从而获得了更高的分辨率和更快的处理速度。

研究人员说,未来的薄层扫描技术可能会达到2 nm的分辨率,或者将300×300μm的低分辨率检查时间缩短到不超过一个小时。

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李政以科学研究引领工程教育