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““La fisica nella La fisica nella microelettronica”microelettronica”

di Barbara Padovani di Barbara Padovani

(ST Microelectronics)(ST Microelectronics)

ConfidentialIntroduzione

Un Fisico nella microelettronica: un esempio di percorso di formazione

La microelettronica in due parole

La fisica nella microelettronica

I “mestieri” del Fisico in ST

Applicazioni dei prodotti ST

In conclusione

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Un Fisico nella microelettronica: un esempio di percorso di

formazioneLaurea in Fisica anno accademico ’96-’97 con tesi in Struttura della Materia dal titolo “Stati Superficiali e Processi Tecnologici”.Borsa di studio “professionalizzante” di 2 anni del Fondo Sociale Europeo presso il laboratorio MDM (Materiali e Dispositivi per la Microelettronica) del CNR con Stage in ST Microelectronics. Titolo del progetto “Contaminazione metallica e Processi di Gettering in Silicio: Caratterizzazione Fisica e Impatto sulle Prestazioni dei Dispositivi”.Durante la borsa di studio:

Scuola Estiva in “Advances in Microstructural Characterization of Optoelectronic Materials” (Avila, 1999).VIII Scuola Nazionale di Scienza dei Materiali (Genova, 1999).Partecipazione a congressi, pubblicazione articoli su riviste scientifiche e stesura report interni ST.

Assunzione in ST post borsa di studio nel centro R&D (gruppo di Ricerca e Sviluppo) di Agrate Brianza:

Da Novembre 2000 a Marzo 2004 presso il gruppo di Metrologia come Metrolgy EngineerDa Marzo 2004 a oggi presso il gruppo di Diffusione come Process Engineer

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La microelettronica in due parole

Con il termine Microelettronica si intendono tutte le tecniche intese a miniaturizzare i componenti elettronici e quindi i circuiti e gli apparati che servono per la loro fabbricazione.

MINIATURIZZAZIONE

Dispositivo

Dispositivoscalato

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La fisica nella microelettronica -1-

Da che cosa è composto un dispositivo a semiconduttore?

Giunzioni, Diodi, Resistenze, CondensatoriTransistori bipolari,Transistori MOS (Metallo-Ossido-Semiconduttore) Celle di Memoria…

Quali leggi fisiche sono implicate?Teoria del campo elettro-magneticoPotenziale elettrostatico, equazione di Poisson, livello di FermiTeoria dell’emissione termoionica e teoria della diffusione Corrente di portatori di maggioranza e minoranzaEffetto Schottky dei diodi…

Es. schematico di struttura di una cella di memoria

Es. equazioni fondamentali del campo elettro-magnetico alla base del funzionamento

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La fisica nella microelettronica -2-

Come si costruisce un dispositivo?Disegno o layoutModellizzazione e simulazioneSingoli livelli di processoIntegrazione dei singoli livelli secondo un flusso di processoControllo di ogni singolo processo secondo determinate specificheControllo del funzionamento del dispositivo che risponde ad apposite specificheStudio e analisi dell’affidabilità del dispositivo…

Studio dei costi e della fattibilità a livello produttivo

Es. di layout

Es. schematico di flusso di processo

Es. schematico di dispositivo in sezione

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I “mestieri” del Fisico in ST -1-

Laboratorio di fisica:Caratterizzazione superficialeAnalisi di contaminazione organica e metallicaProfili di concentrazione in film di determinate specie atomiche…

Gruppo metrologia:Misure ottiche di spessore strati trasparentiMisure acustiche di spessore strati metalliciMisure di contaminazione da metalliAnalisi difettosità…

Gestione attrezzature e controllo di processo nella linea di produzione:

Controllo attrezzature Controllo dei processi delle singole attrezzatureMessa in produzione dei nuovi processi per le nuove tecnologie e nuovi dispositivi…

Es. di analisi superfici con AFM

Es. di tecnica ellissometrica per spessori trasparenti

Es. di attrezzature nel reparto di Diffusione

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I “mestieri” del Fisico in ST -2-

Sviluppo nuovi processi e nuove tecniche:Trattamenti termici (Ossidazioni/Deposizioni/Annealing)LitografiaMetallizzazioniAttacchiPlanarizzazione degli stratiImpianti

Studio di integrazione dei vari processi su dispositivo:

Caratterizzazione dell’influenza dei vari processi Compatibilità dei singoli strati tra loroProblemi di integrazione…

Laboratorio di misure elettriche su dispositivo:Misure di correnteMisure di ritenzione di caricaMisure di capacità

Gruppo di qualità, gruppo di modellizzazione e simulazione ecc…

Es. del meccanismo di deposizione di Al2O3

Es. dei diversi livelli di processo su fetta

Es. di laboratorio misure elettriche

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Applicazioni dei prodotti ST

Come si presenta un prodotto ST finito?

In quali campi i dispositivi ST vengono applicati?

Telefonia

Computer

Automotive

…

Chi sono i clienti ST?Nokia

Bosch

…

Es. dispositivo finito

Es. di settori in cui vengono impiegati prodotti ST

Es. di alcuni clienti ST

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In conclusione

La fisica si trova ovunque attorno a noi!Oltre al mondo universitario la ricerca è possibile anche nelle grandi industrie.Applicare le proprie conoscenze è sempre e comunque utile e non solo per il proprio lavoro!La curiosità verso come è fatto il mondo e come funziona è la chiave di volta per essere o diventare un Fisico!