О проекте | Редакция | Контакты | Авторам | Правила | RSS |  

 

 

 

Микросхема под микроскопом

 


От этих чёрных пластиковых коробочек теперь зависит большая часть нашей жизни. При этом многие из нас плохо представляют себе, что находится внутри микросхем, а уж тех, кто видел это своим глазами, ничтожно мало.

Хочу исправить этот недостаток и познакомить всех желающих с устройством микросхемы и показать, как она выглядит под объективом микроскопа.

Процесс наблюдения простым не назовёшь, но на что не пойдёшь ради знакомства с настоящим чудом инженерной техники, скрытым под слоем неприметного изолятора.

Да, корпус микросхемы — очевидная и самая первая преграда на пути к заветным микроскопическим электронным компонентам интегральной схемы. Конечно, можно обойтись без фанатизма и подобрать объект наблюдения, у которого прозрачный корпус. Например, сенсор простой веб-камеры прикрыт прозрачной пластиковой крышкой. Его светочувствительные элементы — это тоже микросхема. Однако, то, что вы увидите в микроскоп через это окно, вряд ли вас впечатлит.

А всё потому, что чем выше увеличение, тем ближе к рассматриваемому предмету должен приблизиться объектив микроскопа. Для увеличения порядка 1000 крат такое расстояние составляет около 1 мм. Прозрачная крышка просто не даст этого сделать.

Корпус микросхемы придётся ломать. И хотя позже мне дали совет нагревать корпус на плите отчего он должен был отслоиться, у меня так не получилось. А пассатижи справились и часть интегральной схемы обнажилась. На самом деле хватит и такого кусочка.

И там, где в случае с прозрачным окошком наблюдение заканчивалось, наше только начинается.

В неисправной микросхеме кремневые пластины, из которых собрана интегральная схема, не представляют никакой ценности, а вот контакты припаяны золотом. Диаметр каждой такой капельки сравним с отверстием тонкой медицинской иглы.

Потянув за край корпуса микросхемы, она, скорее всего, отколется вместе с толстым основанием кремниевого кристалла, а нам достанется узкая полоска интегральной схемы.

А также множество осколков, торцы которых непременно стоит рассмотреть.

Сейчас ничего не мешает объективу почти вплотную приблизиться к схеме, но для высоких увеличений требуется ещё одно условие, а именно — поместить рассматриваемый объект в каплю воды или масла, в зависимости от типа иммерсионного объектива.

И вот тогда-то только мы сможем рассмотреть это полупроводниковое чудо с увеличением в 1000 крат.

Элементы схемы лучше всего рассматривать на обломках с ровными краями без склонов.

Зато там, где обломку досталось ещё и пологое основание кристалла, хорошо рассматривать слоистую структуру.

В этом месте интегральная схема похожа на вафлю. Каждый её тончайший слой измеряется в нанометрах.

Если есть желание подсчитать количество слоёв, делать это лучше всего на самых мелких обломках, которые могут лежать на боку. Вот один из таких. Хорошо видно плотное основание кремниевого кристалла и множество слоёв схемы.

Непосредственно в микроскоп вы сможете наблюдать картину как на этой анимации.

Слоистость крупных осколков рассматривать сложнее из-за малой глубины резкости. В микроскоп будет видна лишь узкая полоска, остальное — размыто.

Но если с помощью камеры сделать множество снимков, а потом объединить их в один, то можно увидеть и общий план. Вот результат склейки 116-ти кадров.

Вот и подошло к концу путешествие внутрь этого высокотехнологичного результата мыслительной деятельности и инженерной техники. Испытываю большую гордость за всё человечество и одну капельку за себя, если результаты моего наблюдения в микроскоп вдохновляют вас на творчество или исследование окружающего мира.

 
Сегодня в СМИ