Tecnologia dei semiconduttori - Corsi di Laurea a Distanza

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12. Riferimenti bibliografici per la lezione. “Dispositivi a semiconduttore” di Simon Sze. BSH Hoepli, 1991 capitoli 8, 9, 10, 11. “Dispositivi per la microelettronica”.
Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Memorie a semiconduttore e tecnologia

Tecnologia dei semiconduttori

Memorie a semiconduttore e tecnologia Architettura di una memoria Memorie non volatili Memorie a scrittura e lettura Tecnologia dei semiconduttori Processi di base Esempi

2

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1

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Prerequisiti per la lezione Proprietà chimico-fisiche dei principali materiali per l’elettronica

3

Prerequisiti per la lezione Proprietà chimico-fisiche dei principali materiali per l’elettronica Principi di funzionamento del BJT

4

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2

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Prerequisiti per la lezione Proprietà chimico-fisiche dei principali materiali per l’elettronica Principi di funzionamento del BJT Struttura del BJT

5

Prerequisiti per la lezione Proprietà chimico-fisiche dei principali materiali per l’elettronica Principi di funzionamento del BJT Struttura del BJT Principi di funzionamento del MOSFET

6

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3

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Prerequisiti per la lezione Proprietà chimico-fisiche dei principali materiali per l’elettronica Principi di funzionamento del BJT Struttura del BJT Principi di funzionamento del MOSFET Struttura del MOSFET

7

Obiettivi della lezione Storia e prospettive delle tecnologie elettroniche

8

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4

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Obiettivi della lezione Storia e prospettive delle tecnologie elettroniche Fasi principali di un processo planare

9

Obiettivi della lezione Storia e prospettive delle tecnologie elettroniche Fasi principali di un processo planare Tecniche di preparazione dei substrati

10

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5

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Obiettivi della lezione Storia e prospettive delle tecnologie elettroniche Fasi principali di un processo planare Tecniche di preparazione dei substrati Tecniche fotolitografiche

11

Riferimenti bibliografici per la lezione “Dispositivi a semiconduttore” di Simon Sze BSH Hoepli, 1991 capitoli 8, 9, 10, 11

“Dispositivi per la microelettronica” di Giovanni Ghione McGraw-Hill, 1998 capitolo 10

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6

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Tecnologia dei semiconduttori

Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia

Tecnologia dei semiconduttori Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia Principi della tecnologia planare Crescita monocristallo e preparazione substrati Fotolitografia

14

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7

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Leggi di Moore

15

Leggi di Moore

16

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8

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Leggi di Moore

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Leggi di Moore

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9

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Leggi di Moore

19

Leggi di Moore

20

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10

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Leggi di Moore

21

Primo transistore

22

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11

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Evoluzione del transistore

23

Evoluzione del transistore

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12

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Transistore a giunzione

25

Transistore a giunzione

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13

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Transistore a lega-giunzione

27

Transistore a lega-giunzione

28

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14

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Transistore a lega-giunzione

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Tecnologia dei semiconduttori

Principi della tecnologia planare

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15

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Tecnologia dei semiconduttori Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia Principi della tecnologia planare Crescita monocristallo e preparazione substrati Fotolitografia

31

Processo planare

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16

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare

33

Processo planare

34

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17

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare

35

Transistore planare

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18

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare: flusso

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Processo planare: flusso

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19

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare: flusso

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Processo planare: flusso

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20

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare: flusso

41

Processo planare: flusso

42

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21

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare: flusso

43

Processo planare BJT

44

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22

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare BJT

45

Processo planare BJT

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23

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare BJT

47

Processo planare BJT

48

© 2005 Politecnico di Torino

24

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo planare BJT

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Processo Planare IC

50

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25

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Processo Planare IC

51

Storia e Prospettive

52

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26

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Storia e Prospettive

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Storia e Prospettive

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27

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristallo e preparazione substrati

Tecnologia dei semiconduttori Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia Principi della tecnologia planare Crescita monocristallo e preparazione substrati Fotolitografia

56

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28

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

57

Crescita monocristalli

58

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29

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

59

Crescita monocristalli

60

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30

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

61

Crescita monocristalli

62

© 2005 Politecnico di Torino

31

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

63

Crescita monocristalli

64

© 2005 Politecnico di Torino

32

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

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Crescita monocristalli

66

© 2005 Politecnico di Torino

33

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Crescita monocristalli

67

Metodo CZ

MANDRINO PORTA CRISTALLO TRAZIONE + ROTAZIONE

MONOCRISTALLO SILICIO

CROGIOLO IN QUARZO

ELEMENTO RISCALDANTE

SEME CRISTALLINO

POLISILICIO FUSO 1420 C

SCHERMO TERMICO

RAFFREDDAMENTO AD ACQUA

68

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34

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Metodo CZ

MANDRINO PORTA CRISTALLO TRAZIONE + ROTAZIONE

MONOCRISTALLO SILICIO

CROGIOLO IN QUARZO

ELEMENTO RISCALDANTE

SEME CRISTALLINO

POLISILICIO FUSO 1420 C

SCHERMO TERMICO

RAFFREDDAMENTO AD ACQUA

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Metodo CZ

MANDRINO PORTA CRISTALLO TRAZIONE + ROTAZIONE

MONOCRISTALLO SILICIO

CROGIOLO IN QUARZO

ELEMENTO RISCALDANTE

SEME CRISTALLINO

POLISILICIO FUSO 1420 C

SCHERMO TERMICO

RAFFREDDAMENTO AD ACQUA

70

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35

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Metodo CZ

71

Metodo CZ

72

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36

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Metodo CZ

73

Metodo CZ

74

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37

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Metodo CZ

75

Metodo CZ

76

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38

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Tornitura del lingotto

TORNITURA DEL LINGOTTO

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Realizzazione dei Flat

78

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39

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione dei Flat

PRIMARY FLAT

SECONDARY FLAT

79

Realizzazione dei Flat

PRIMARY FLAT

PRIMARY FLAT

SECONDARY FLAT

SECONDARY FLAT

80

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Taglio dei wafer

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Etching dei wafer

82

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Lappatura superficiale

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Realizzazione Substrato

84

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

85

Realizzazione Substrato

86

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43

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

87

Realizzazione Substrato

88

© 2005 Politecnico di Torino

44

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

89

Realizzazione Substrato

90

© 2005 Politecnico di Torino

45

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

91

Realizzazione Substrato

92

© 2005 Politecnico di Torino

46

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

93

Realizzazione Substrato

94

© 2005 Politecnico di Torino

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Realizzazione Substrato

95

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia

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48

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Tecnologia dei semiconduttori Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia Principi della tecnologia planare Crescita monocristallo e preparazione substrati Fotolitografia

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Fotolitografia: ciclo di un IC

98

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: ciclo di un IC

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Fotolitografia: ciclo di un IC

100

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: ciclo di un IC

101

Fotolitografia: ciclo di un IC

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© 2005 Politecnico di Torino

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: ciclo di un IC

103

Linea di fabbricazione

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

105

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

106

© 2005 Politecnico di Torino

53

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

107

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

108

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

109

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

110

© 2005 Politecnico di Torino

55

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

111

Fotolitografia: fasi LAMPADA UV HMDS

Preparazione WAFER con Hexamethyldisilazane per aumentare adesione resist

Essiccazione dopo esposizione

PHOTORESIST

Deposizione resist con spin

Sviluppo

MASCHERA

Essiccazione “soft”

Essiccazione “hard”

Allineamento Esposizione

Ispezione

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© 2005 Politecnico di Torino

56

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia

113

Fotolitografia

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© 2005 Politecnico di Torino

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fotolitografia

115

Fotolitografia

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58

Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Photoresist Positivo

LUCE UV AREA COPERTA DA CROMO SU VETRO

AREA IN OMBRA SUL RESIST

RESIST ESPOSTO VIENE RIMOSSO

AREA ESPOSTA

ESPOSIZIONE

RESIST SVILUPPATO

117

Photoresist Positivo

LUCE UV AREA COPERTA DA CROMO SU VETRO

AREA IN OMBRA SUL RESIST

RESIST ESPOSTO VIENE RIMOSSO

AREA ESPOSTA

ESPOSIZIONE

RESIST SVILUPPATO

118

© 2005 Politecnico di Torino

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Photoresit Negativo

LUCE UV AREA COPERTA DA CROMO SU VETRO

RESIST ESPOSTO RIMANE AREA ESPOSTA

MASCHERA

RESIST NON ESPOSTO VIENE RIMOSSO

AREA IN OMBRA SUL RESIST

ESPOSIZIONE

RESIST SVILUPPATO

119

Photoresit Negativo

LUCE UV AREA COPERTA DA CROMO SU VETRO

RESIST ESPOSTO RIMANE AREA ESPOSTA

MASCHERA

RESIST NON ESPOSTO VIENE RIMOSSO

AREA IN OMBRA SUL RESIST

ESPOSIZIONE

RESIST SVILUPPATO

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Maschere e Reticoli

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Maschere e Reticoli

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Maschere e Reticoli

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Maschere e Reticoli

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Maschere e Reticoli

125

Fabbricazione maschere

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fabbricazione maschere

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Fabbricazione maschere

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Fabbricazione maschere

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Fabbricazione maschere

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Esposizione fotolitografica

SORGENTE DI LUCE UV OTTURATORE ALLINEATORE LASER

RETICOLO

LENTI DI FOCALIZZAZIONE SU WAFER E FOTORIDUZIONE

POSIZIONAMENTO WAFER PROCEDURA STEP AND REPEAT

131

Esposizione fotolitografica

SORGENTE DI LUCE UV OTTURATORE ALLINEATORE LASER

RETICOLO

LENTI DI FOCALIZZAZIONE SU WAFER E FOTORIDUZIONE

POSIZIONAMENTO WAFER PROCEDURA STEP AND REPEAT

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Dispositivi e Circuiti Elettronici

Tecnologia dei semiconduttori

Sommario della lezione Leggi di Moore ed evoluzione della tecnologia Principi della tecnologia planare Crescita monocristallo e preparazione substrati Fotolitografia

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