El corazón del procesador es un chip de silicio escondido debajo de una cubierta de metal que absorbe fuertemente los rayos X y debe retirarse para "iluminar" el cristal. Con la ayuda de un soplete de gas y un destornillador, se quitó la tapa y se arrancó el cristal del sustrato.
El procesador antes del inicio del estudio, vistas superior e inferior Se
prepara el cristal (rectángulo plateado) para el estudio. El
cristal en el tomógrafo. Las
mediciones tomográficas se realizaron en un tomógrafo de laboratorio, diseñado y ensamblado en el Centro Federal de Investigación “Cristalografía y Fotónica” RAS (Centro Federal de Investigación KF RAS) en el laboratorio de reflectometría y dispersión de ángulo pequeño (lo hablamos aquí ).
Porque Las capas de metal permanecieron por encima y por debajo del cristal, luego se eligió la radiación con una energía de 40 keV para la tomografía, por un lado penetra en el metal, y por otro lado, el silicio no es completamente transparente para él. Se obtuvieron 800 imágenes del cristal con una resolución de 9 μm.
Ejemplos de imágenes de rayos X de un cristal de
procesador El procesador parecía ser un objeto difícil de estudiar, porque en una dirección se alarga y absorbe fuertemente, y si se gira 90 grados, será delgado y casi transparente a los rayos X.
Además, el conjunto de imágenes registrado tuvo que ser procesado. La reconstrucción se llevó a cabo utilizando el programa Smart Tomo Engine desarrollado por nosotros en la máquina Elbrus-4C. Para la reconstrucción, usamos el algoritmo HFBP, lo hablamos aquí .
En la etapa de preprocesamiento de datos, el tamaño de los datos se redujo a la mitad, por lo que obtuvimos 800 cuadros de tamaño 754 por 916. Reconstruimos 754 capas, el tamaño de una capa es 916x916. Vista de sinogramas preprocesados y reconstrucción de una capa.
Captura de pantalla de Smart Tomo Engine
Aquí tenemos una reconstrucción:
Al observar las reconstrucciones obtenidas, estábamos convencidos de que nuestros algoritmos para la reconstrucción tomográfica nos permiten evitar artefactos "similares al metal" al examinar objetos que contienen regiones de absorción fuerte y débil (metal y silicio).
Como conclusión
Recuerda que antes, en la infancia, solíamos desmontar varios juguetes electromecánicos (coches, robots y rovers lunares) para ver cómo funcionaban allí y, posiblemente, encontrar algunas piezas familiares (bombillas, motores). Estudiamos los diseños de estos dispositivos "complejos", analizando la interposición de los elementos "macro", excluyendo por completo los detalles que eran incomprensibles en ese momento en forma de condensadores y resistencias.
Así es ahora. Solo que en lugar de rovers lunares, procesadores, y en lugar de un destornillador, tomógrafos. Aunque entendimos de antemano que con un tomógrafo con una resolución de 10-15 micrones, no veríamos la estructura de los transistores (después de todo, en la producción de un cristal Pentium 4 se utilizó tecnología de 90 nm), el deseo de mirar dentro de un objeto interesante, estudiar su estructura y comprender sus partes constituyentes (incluso no todos): esto es algo que no desaparece del cerebro inquisitivo del investigador.