Das Herzstück des Prozessors ist ein Siliziumchip, der unter einer Metallabdeckung versteckt ist, die Röntgenstrahlen stark absorbiert und entfernt werden muss, um den Kristall zu "beleuchten". Mit Hilfe eines Gasbrenners und eines Schraubendrehers wurde der Deckel entfernt und der Kristall selbst vom Substrat abgerissen.
Der Prozessor vor Beginn der Studie, Draufsicht und Unteransicht Der
Kristall (silbernes Rechteck) wird für die Studie vorbereitet. Der
Kristall im Tomographen. Die
tomographischen Messungen wurden an einem Labortomographen durchgeführt, der im Bundesforschungszentrum „Kristallographie und Photonik“ RAS (Bundesforschungszentrum KF RAS) im Reflektometrie- und Kleinwinkelstreuungslabor entworfen und zusammengebaut wurde (Wir haben hier darüber gesprochen ).
weil Metallschichten blieben über und unter dem Kristall, dann wurde Strahlung mit einer Energie von 40 keV für die Tomographie gewählt, einerseits dringt sie in das Metall ein und andererseits ist Silizium für dieses nicht vollständig transparent. Es wurden 800 Bilder des Kristalls mit einer Auflösung von 9 μm erhalten.
Beispiele für Röntgenbilder eines Prozessorkristalls
Der Prozessor schien ein schwer zu untersuchendes Objekt zu sein, weil In einer Richtung ist es länglich und absorbiert stark. Wenn es um 90 Grad gedreht wird, ist es dünn und für Röntgenstrahlen nahezu transparent.
Ferner musste der registrierte Satz von Bildern verarbeitet werden. Die Rekonstruktion wurde mit dem von uns auf der Elbrus-4C-Maschine entwickelten Programm Smart Tomo Engine durchgeführt. Für die Rekonstruktion haben wir den HFBP-Algorithmus verwendet, wir haben hier darüber gesprochen .
In der Phase der Datenvorverarbeitung wurde die Datengröße um die Hälfte reduziert, sodass wir 800 Frames der Größe 754 bis 916 erhielten. Wir haben 754 Ebenen rekonstruiert, die Größe einer Ebene beträgt 916 x 916. Ansicht von vorverarbeiteten Sinogrammen und Rekonstruktion einer Schicht.
Screenshot der Smart Tomo Engine
Hier ist eine Rekonstruktion, die wir erhalten haben:
Bei der Betrachtung der erhaltenen Rekonstruktionen waren wir überzeugt, dass unsere Algorithmen zur tomographischen Rekonstruktion es uns ermöglichen, "metallähnliche" Artefakte bei der Untersuchung von Objekten zu vermeiden, die sowohl stark als auch schwach absorbierende Bereiche (Metall und Silizium) enthalten.
Als Schlussfolgerung
Denken Sie daran, wie wir in unserer Kindheit oft verschiedene elektromechanische Spielzeuge (Autos, Roboter und Mondrover) auseinander genommen haben, um zu sehen, wie sie dort funktionieren, und möglicherweise einige bekannte Teile (Glühbirnen, Motoren) gefunden haben. Wir haben das Design dieser „komplexen“ Geräte untersucht und die Interposition von „Makro“ -Elementen analysiert, wobei die Details, die zu diesem Zeitpunkt in Form von Kondensatoren und Widerständen nicht verstanden wurden, vollständig ausgeschlossen wurden.
So ist es jetzt. Nur anstelle von Mondrovern - Prozessoren und anstelle eines Schraubenziehers - Tomographen. Obwohl wir im Voraus verstanden haben, dass wir mit einem Tomographen mit einer Auflösung von 10-15 Mikrometern die Struktur von Transistoren (schließlich wurde bei der Herstellung eines Pentium 4-Kristalls 90-nm-Technologie verwendet) nicht sehen würden, den Wunsch, in ein interessantes Objekt zu schauen, seine Struktur zu untersuchen und seine Bestandteile zu verstehen (sogar) nicht alle) - das ist etwas, das nicht aus dem neugierigen Gehirn des Forschers verschwindet.