| TECNOLOGIE MICROELETTRONICHE
(obiettivi)
IL CORSO INTENDE PROPORRE AI PARTECIPANTI UNA VISIONE SUFFICIENTEMENTE AMPIA DI QUELLE CHE POSSONO ESSERE CONSIDERATE LE PIÙ AVANZATE TECNICHE PER LA PREPARAZIONE DI MATERIALI E DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORE. DOPO UNA BREVE INTRODUZIONE DEDICATA AD EVIDENZIARE LA NECESSITÀ DELLA MODERNA TECNOLOGIA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI INTEGRATI A SEMICONDUTTORE, IL CORSO SI SVILUPPERÀ ATTRAVERSO 5 LINEE PRINCIPALI: 1) MATERIALI PER LA MICROELETTRONICA: INTRODUCE ALLE DIVERSE TIPOLOGIE DI SEMICONDUTTORI UTILIZZATI NELLA REALIZZAZIONE DI DISPOSITIVI A LARGA SCALA DI INTEGRAZIONE (VLSI-ULSI) E AI PRINCIPALI REQUISITI CHE DEVONO SODDISFARE A SECONDA DELLE APPLICAZIONI; 2) CRESCITA E CARATTERIZZAZIONE DI CRISTALLI DI SILICIO: TRATTA DELLE TECNICHE DI CRESCITA E DI CARATTERIZZAZIONE DEI SUBSTRATI CRISTALLINI IMPIEGATI NELLA MODERNA TECNOLOGIA PLANARE, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AL SILICIO; 3) FILM SOTTILI: PRESENTA LE PRINCIPALI TECNICHE DI DEPOSIZIONE DI FILM METALLICI (PVD, ELECTRON-BEAM, SPUTTERING) E DIELETTRICI (CVD, OSSIDAZIONE TERMICA), LE TECNICHE DI CRESCITA (MBE, MOCVD) DI STRATI SOTTILI MONO- POLI- E NANOCRISTALLINI DI SILICIO, GAN, DIAMANTE E ALTRI SEMICONDUTTORI DELLA FAMIGLIA III-V UTILIZZATI IN MICROELETTRONICA; 4) PROCESSI TECNOLOGICI DI BASE: TRATTA DELLE TECNICHE FOTOLITOGRAFICHE SUB-MICROMETRICHE (LITOGRAFIA OTTICA VUV, IONICA ED ELETTRONICA), DEI METODI DI DROGAGGIO (DIFFUSIONE E IMPIANTAZIONE IONICA), E DELLE TECNICHE DI INCISIONE (ETCHING) PER VIA UMIDA E SECCA; 5) TECNOLOGIA VLSI-ULSI: PRESENTA LE TECNICHE E LE PROCEDURE DI REALIZZAZIONE A LARGA SCALA D’INTEGRAZIONE DI COMPONENTI PASSIVI E DEI DISPOSITIVI BJT, CMOS E BICMOS, MOSTRANDO COME DALLO SCHEMA CIRCUITALE DI SEMPLICI COMPONENTI DI UN CIRCUITO INTEGRATO (AMPLIFICATORI, SPECCHI DI CORRENTE, INVERTER, ETC.) SI PASSA ALLA SUA REALIZZAZIONE PRATICA.
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Codice
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20802011 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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ING-INF/01
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Ore Aula
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48
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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GIROLAMI MARCO
(programma)
1. MATERIALI PER LA MICROELETTRONICA
NECESSITÀ DELLA MODERNA TECNOLOGIA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI A SEMICONDUTTORE
CRITERI DI SELEZIONE DEI SEMICONDUTTORI NELLA REALIZZAZIONE DI UN DISPOSITIVO
SEMICONDUTTORI ELEMENTARI
FAMIGLIE III-V, IV-IV, II-VI
LEGHE TERNARIE E QUATERNARIE
BAND-GAP ENGINEERING
2. CRESCITA E CARATTERIZZAZIONE DI CRISTALLI DISILICIO
REQUISITI DI PUREZZA E DI PERFEZIONE CRISTALLINA NEL SILICIO PER ELETTRONICA
CICLO DI PURIFICAZIONE DEL SILICIO
PROCESSO CZOCHRALSKI PER LA CRESCITA DI CRISTALLI DI SILICIO
DROGAGGIO NEL FUSO: SEGREGAZIONE DELLE IMPUREZZE
CARATTERIZZAZIONE ELETTRICA DELLA RESISTENZA DI STRATO E DEI PROFILI DI DROGAGGIO
CARATTERIZZAZIONE MORFOLOGICA, STRUTTURALE E COMPOSIZIONALE DEL MATERIALE CRESCIUTO
TECNICHE MICROANALITICHE A FASCIO ELETTRONICO (SEM), IONICO (SIMS) E A RAGGI X (XRD, XPS)
3. FILM SOTTILI
INTERAZIONE GAS-SUPERFICIE: MECCANISMI BASILARI PER LA CRESCITA DI FILM SOTTILI
TECNICHE DI DEPOSIZIONE DI FILM METALLICI: PVD, ELECTRON-BEAM
EPITASSIA
CRESCITA DI MATERIALI PER DEPOSIZIONE CHIMICA DA FASE VAPORE (CVD)
CRESCITA CVD DI STRATI EPITATTICI DI SILICIO MONOCRISTALLINO
EPITASSIA DA FASCI MOLECOLARI (MBE)
CVD CON UTILIZZO DI PRECURSORI METALLORGANICI (MOCVD)
OSSIDAZIONE TERMICA DEL SILICIO
OSSIDI A BASSO E ALTO K
PLASMI FREDDI: ANALISI DELLA GLOW DISCHARGE
TECNICHE DI DEPOSIZIONE ASSISTITE DA PLASMA (PECVD, MWCVD)
SPUTTERING IN CONTINUA E A RF
4. PROCESSI TECNOLOGICI DI BASE
DIAGRAMMA DI FLUSSO DELLA REALIZZAZIONE DI UN CIRCUITO INTEGRATO: DAL WAFER AL CHIP
FOTOLITOGRAFIA OTTICA:
• PULIZIA DEI SUBSTRATI
• RESIST POSITIVI E NEGATIVI
• SPIN COATING
• ESPOSIZIONE E SVILUPPO
LITOGRAFIA UV E VUV CON LASER AD ECCIMERI
LIMITI DELLA LITOGRAFIA OTTICA
MASCHERE A SPOSTAMENTO DI FASE
REALIZZAZIONE DELLE MASCHERE: LITOGRAFIA A FASCIO ELETTRONICO
INCISIONE CHIMICA PER VIA UMIDA E SECCA.
INCISIONE ASSISTITA DA PLASMA: REACTIVE ION ETCHING (RIE)
DROGAGGIO PER DIFFUSIONE
DROGAGGIO PER IMPIANTAZIONE IONICA: ANNEALING E RAPID THERMAL PROCESSING (RTP)
5. TECNOLOGIA VLSI
COMPONENTI PASSIVI NEI CIRCUITI INTEGRATI: RESISTORI, CONDENSATORI, DIODI.
TECNOLOGIA DEL TRANSISTOR BIPOLARE (BJT):
• REALIZZAZIONE DI UN TRANSISTOR INTEGRATO BJT-NPN
• ISOLAMENTO A GIUNZIONE
• ISOLAMENTO A OSSIDO (LOCOS)
• TRANSISTOR ANALOGICI E PER COMMUTAZIONE
• TRANSISTOR PNP DI POTENZA
• REALIZZAZIONE DI UN INVERTITORE INTEGRATO BIPOLARE
• TRANSISTOR SCHOTTKY
TECNOLOGIA CMOS:
• PROCESSI PMOS E NMOS CON GATE IN POLISILICIO
• REALIZZAZIONE DI UN INVERTITORE NMOS CON CARICO A SVUOTAMENTO
• IMPIEGO DEI SILICIURI
• TECNOLOGIE CMOS P-WELL, N-WELL E TWIN-WELL
• REALIZZAZIONE DI UN INVERTITORE CMOS TWIN-WELL
• IL PROBLEMA DEL LATCH-UP: ISOLAMENTO TRENCH
• INTERCONNESSIONI A PIÙ LIVELLI
• STRATI BARRIERA E STRATI SACRIFICALI
• CRITERI E LIMITI DI SCALA
TECNOLOGIA BICMOS: REALIZZAZIONE DI UN INVERTITORE INTEGRATO
REALIZZAZIONE DI TRANSISTOR A ETEROGIUNZIONE: BIPOLARI (HBT) E AD EFFETTO DI CAMPO (HEMT)
INCAPSULAMENTO FINALE DEI DISPOSITIVI: TECNICHE DI WIRE-BONDING
(testi)
IL MATERIALE PRESENTATO DURANTE IL CORSO, OLTRE AI LUCIDI DELLE LEZIONI FORNITI DAL DOCENTE, PUÒ ESSERE REPERITO NEI SEGUENTI TESTI DI APPROFONDIMENTO:
R.C. JAEGER “INTRODUCTION TO MICROELECTRONIC FABRICATION” (2ND EDITION) PRENTICE HALL
M. OHRING “MATERIAL SCIENCE OF THIN FILMS: DEPOSITION AND STRUCTURE” ACADEMIC PRESS
S.K. GHANDHI “VLSI FABRICATION PRINCIPLES: SI AND GAAS” (2ND EDITION) JOHN WILEY
S.M. SZE “DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORE: COMPORTAMENTO FISICO E TECNOLOGIA” HOEPLI
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Università Roma Tre