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IN/0206 - TECNOLOGIE E DISPOSITIVI ELETTRONICI AVANZATI

Anno Accademico 2017/2018

Docente
PIERO COSSEDDU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE770
Obiettivi

- Conoscenza e capacità di comprensione: sviluppare le conoscenze di base dell''''analisi delle nuove tecnologie nel campo della microelettronica, e dell''''elettronica organica in particolare.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate: saper valutare le prestazioni di singoli dispositivi elettronici, saper individuare i principali processi di fabbricazione di dispositivi elettronici e problemi annessi
- Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di valutare criticamente i risultati
- Abilità comunicative: capacità di esprimere chiaramente concetti appresi durante il corso
- Capacità di apprendere: saper integrare le conoscenze da varie fonti al fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse alla progettazione e fabbricazione di dispositivi elettronici

Prerequisiti

Conoscenze di Fisica, Fisica dello Stato Solido e Dispositivi Elettronici sono prerequisiti essenziali per poter sostenere il corso

Contenuti

Ripasso dispositivi MOSFET
Tecnologia CMOS DSM (Deep SubMicrometer): Aspetti tecnologici e problematiche:
Regole di scaling dei dispositivi MOSFET: Scaling a campo costante, Scaling a tensione costante, Scaling a frequenza costante. Approcci tecnologici e vantaggi e svantaggi delle tre tecniche.
Effetti indesiderati dovuti allo scalamento spinto dei dispositivi MOSFET: roll-off tensione di soglia, charge sharing, Drain-induced barrier lowering (DIBL), Punch Through, Degradazione della mobilità, Saturazione della velocità, Modulazione della lunghezza di canale, Hot carrier effect, Tunneling attraverso l’ossido di gate. Problematiche e soluzioni tecnologiche per limitare tali fenomeni.

Introduzione Elettronica Organica: Richiami di chimica organica, l’atomo di Carbonio, Orbitali molecolari
Fisica dei Semiconduttori Organici: Conduzione nei materiali organici: Differenze tra semiconducttori inorganici e organici
Trasporto nei Semiconduttori Organici: Modelli di trasporto di carica; Correlazione tra morfologia e proprietà di trasporto nei materiali organici. Polimeri e small molecules
Il Transistor ad Effetto di Campo a Semiconduttore Organico (OFET): Principio di funzionamento e differenze con il MOSFET; Strutture e materiali per la fabbricazione;
Fattori di non idealità nell’OFET: ruolo delle interfacce metallo/semiconduttore e isolante/semiconduttore; Resistenza di contatto, Isteresi e Bias Stress negli OFET
Strutture alternative: OECT, EGOFET, OFET autoallineati
Caratterizzazione elettrica: Strumenti di misura; Modalità di misura ed estrazione dei parametri elettrici; Teoria degli Errori
Transistor ad effetto di campo ambipolari: Funzionamento e strategie per la realizzazione
Applicazione degli OFET: Display, Sensori bio-chimici, Sensori Fisici, Imagers
Tecniche di fabbricazione: Deposizione da fase vapore, Deposizione da fase liquida
Tecniche di patterning: Inkjet printing, Soft lithography, Photolithograpy
Caratterizzazione Morfologica: SEM, FIB, STM, AFM
Memorie a Semiconduttore organico: Memorie basate su OFET, Memorie Resistive

Metodi Didattici

Il corso verrà così distribuito:
40 ore di lezione frontale sugli argomenti descritti in precedenza
30 ore di esperienze di laboratorio così suddivise:
4 ore di caratterizzazione Morfologica tramite Microscopio a Forza Atomica
10 ore di Tecniche di Fabbricazione di dispositivi elettronici a semiconduttore organico
5 ore di Fabbricazione di dispositivi OFET tramite stampa a getto d''inchiostro
4 ore di caratterizzazione elettrica di dispositivi elettronici a semiconduttore organico ed analisi dei risultati
6 ore di caratterizzazione di sensori a semiconduttore organico

Verifica dell'apprendimento

L'esame finale consisterà in una prova scritta su tutti gli argomenti del corso, e nell'esposizione della tesina tramite una breve presentazione.
La tesina, che potrà essere svolta singolarmente, o in gruppo, verterà sugli argomenti trattati a lezione nell’anno accademico di riferimento
La valutazione finale dipenderà da:
- Valutazione della prova scritta
- Qualità della tesina
- Capacità di esporre i contenuti della tesina e del corso durante la discussione finale

Testi

Molecular Electronics From Principles to Practice
Michael C. Petty
John Wiley and Sons LTD
ISBN: 978-0-470-01307-6

Organic Field Effect Transistors
Theory, Fabrication and Characterization
Ioannis Kymissis
Springer
ISBN 978-1-4419-4711-6

Dispense del Corso

Altre Informazioni

Prima di ogni lezione agli studenti verranno fornite le slides realative agli argomenti che verranno trattati a lezione. Inoltre, verranno anche consigliati, e resi disponibii dal docente, alcuni articoli su ruvista necessari per l'approfondimento di alcuni argmenti specifici

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