ECTS - University of Pisa
Gli studenti che hanno superato il corso hanno una conoscenza generale delle tecniche utilizzate nella fabbricazione dei circuiti integrati (IC) e sono in grado di descrivere in dettaglio la sequenza di fabbricazione di un circuito CMOS. Conoscono la fisica dei processi di fabbricazione più comuni (deposizione di film sottili, litografia UV, attacco, etc.), la struttura e funzionamento delle relative apparecchiature. Conoscono alcune delle tecniche di caratterizzazione utilizzate nell'industria microelettronica.
Upon successful completion of the course, the students will be able to demonstrate a general knowledge of the techniques used in the fabrication of integrated circuits (ICs) and will be able to describe a typical process sequence for CMOS fabrication. They will possess a knowledge of the physics of the most common fabrication steps (thin film deposition, UV lithography, etching, etc.), a knowledge of the structure of the relative systems, and a few of the basic characterization techniques used in the microelectronics industry.
Nell'esame finale (solo orale, di durata tra 30 e 45 minuti circa, composto da 2-3 domande) agli studenti è richiesto di presentate, in forma chiara ed organizzata, gli aspetti fisico-chimici e tecnologici dei più importanti processi di fabbricazione dei circuiti integrati, esponendo le opzioni disponili ad un ingegnere di processo e come ogni scelta tecnica possa impattare le caratteristiche del circuito fabbricato.
Modalità di verifica:
In the final oral exam (30 to 45 minutes, 2-3 questions), the student will be required to present in an organized and clear manner the physical and technical aspects of the most important fabrication steps in a microelectronics fabrication sequence, by exposing the main options available to the process engineer and how each technical choice impacts the overall structure of the final integrated circuit.
Methods:
Further information:
Grade is determined by the oral exam (100%).
Gli studenti che hanno superato il corso sono in grado di valutare l'impatto di ciascun passo di processo di una sequenza di fabbricazione di IC sulle caratteristiche finali del dispositivo. Sanno confrontare le differenti opzioni tecniche disponibili per ciascun processo e valutare la più adatta in termini di complessità, compatibilità e risultati desiderati. Per ciascun passo di processo, sono in grado di prevedere come la modifica di una variabile di processo ne cambia le prestazioni. Sanno come progettare i parametri di un processo (ossidazione termica, diffusione, impiantazione ionica, etc) in modo da ottenere specifiche predeterminate (spessori, resistenze di strato, profondità di gunzione, etc.)
Upon successful completion of the course, the students are able to assess the impact of each process step of an IC fabrication process on properties of the final device. They can compare the various available technical options for each step and choose the most suitable based on their technical complexity, compatibility and desided outcomes. For each process step, they can determine the effect in the change of a process variable on the process performances. They can design the main process parameters of a process (oxidation, diffusion, ion implantation, etc.) to obtain assigned specifications (film thickness, sheet resistance, junction depth, etc.)
Le capacità acquisite vengono verificate durante l'esame orale finale (vedi "Modalità di verifica delle conoscenze"), anche mediante la proposta di semplici esercizi quantitativi.
Modalità di verifica:
Skills are assessed during the final oral exam (see "Assessment criteria of knowledge"), also by proposing questions that take the form of simple quantitative exercises pertaining to the course programme.
Methods:
Elementi di fisica dei semiconduttori. Fisica dei principali dispositivi a semiconduttore: diodo pn, BJT, MOSFET, giunzione Schottky. Fondamenti di chimica organica ed inorganica.
Basics of semiconductor physics. Physics of semiconductor devices (pn diode, Schottky diode, BJT, MOSFET). Elementary inorganic and organic chemistry.
Metodo: lezioni frontali assistite da slides
Attività: frequenza delle lezioni, esercizi, studio individuale
La frequenza è consigliata.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Advised
Teaching methods:
Generalities on the fabrication of integrated circuits (ICs). The CMOS technology fabrication sequence. Growth of Silicon crystals, silicon wafer fabrication. Thermal oxidation of silicon, oxide growth models, thin oxides. Semiconductor doping: diffusion, ion implantation. Thin film deposition by Chemical Vapor Deposition (CVD), thermal evaporation, sputtering. Ultraviolet (UV) lithography. Thin film etching: wet etching, plasma etching. Vacuum systems. Clean rooms. Aspects of process integration: CMOS, Bipolar, MEMS technologies. IC Packaging. Characterization: measurement of resistivity, sheet resistance, doping profiles, contact resistance by electrical and non-electrical techniques.
J.D. Plummer, M.D. Deal, P.D. Griffin: Silicon VLSI Technology: Fundamentals, Practice, and Modeling
D.K. Schroeder: Semiconductor Material and Device Characterization
S. Wolf, R.N. Tauber: Silicon Processing for the VLSI Era, Vol. 1: Process Technology
J.D. Plummer, M.D. Deal, P.D. Griffin: Silicon VLSI Technology: Fundamentals, Practice, and Modeling
D.K. Schroeder: Semiconductor Material and Device Characterization
S. Wolf, R.N. Tauber: Silicon Processing for the VLSI Era, Vol. 1: Process Technology
