Acompanha Pós: IE326 - Tópicos Especiais em Microeletrônica II

Tema: Fabricação e Caracterização de Dispositivos MOS.

Ementa: Revisão de teoria de semicondutores e de dispositivos MOS; descrição dos processos de fabricação, projeto de dispositivos e blocos básicos de CI´s MOS, fabricação de um chip teste contendo dispositivos isolados e um circuito básico, medidas de caracterização de materiais, processos, dispositivos e do circuito fabricado

Conteúdo Programático: Fabricação e Caracterização de dispositivos e circuitos integrados com tecnologia MOS, tendo os seguintes temas discutidos e/ou processados: Revisão de Materiais, a diferença entre isolantes, condutores e semicondutores; Caracterização física e elétrica de lâminas de Si; Limpeza de lâminas de Si; Oxidação Úmida de Si; Litografia e corrosão química para definição das regiões de fonte e dreno dos transistores e circuitos; Difusão ou implantação de Íons para obtenção das camadas difundidas das regiões de fonte e dreno; Recozimento e Oxidação Úmida para fonte e dreno; Litografia e corrosão química para definição da região de portas dos transistores e circuitos; Oxidação Seca para obtenção do óxido de porta; Caracterizações Elétricas e Físicas para extrações de resistências de folha de fonte e dreno e de espessuras dos óxidos; Litografia e corrosão para aberturas de vias para definições das regiões de contato de fonte e dreno; Deposição de Alumínio, Litografia e Corrosão de Al para definições das trilhas e contatos metálicos de fonte, dreno e porta; Demonstração da simulação Silvaco para fabricaçoes de transistores MOS; Deposição de Al nas costas das lâminas de Si para definição do contato de corpo dos transistores e circuitos; Recozimento para sintetização de contatos e trilhas metálicas com as regiões de porta , dreno, fonte e corpo dos transistores e circuitos. Caracterizações elétricas dos dispositivos fabricados (diodos, capacitores MOS, resistores, inversores MOS, flip-flops e transistores MOS) para extração dos parâmetros elétricos. Confecção de relatórios das atividades de fabricação e caracterização dos dispositivos e circuitos MOS obtidos. Syllabus: Fabrication and Characterization of Devices and Integrated Circuits Using MOS Technology, addressing the following topics discussed and/or processed: Review of Materials: differences between insulators, conductors, and semiconductors; Physical and electrical characterization of silicon wafers; Cleaning of silicon wafers; Wet oxidation of silicon; Lithography and chemical etching for defining transistor and circuit source and drain regions; Ion diffusion or implantation to form the diffused source and drain regions; Annealing and wet oxidation for source and drain formation; Lithography and chemical etching for defining the gate regions of transistors and circuits; Dry oxidation for gate oxide formation; Electrical and physical characterizations for extracting sheet resistances of source and drain regions and oxide thicknesses; Lithography and etching for opening vias to define the source and drain contact regions; Aluminum deposition, lithography, and etching for defining the metal interconnections and contacts of source, drain, and gate; Demonstration of Silvaco simulation for MOS transistor fabrication; Aluminum deposition on the backside of silicon wafers to form the body contact of transistors and circuits; Annealing to synthesize metal contacts and interconnections with the gate, drain, source, and body regions of the transistors and circuits; Electrical characterization of fabricated devices (diodes, MOS capacitors, resistors, MOS inverters, flip-flops, and MOS transistors) for extraction of electrical parameters; Preparation of reports describing the fabrication and characterization activities of the fabricated MOS devices and circuits. Descripción de la asignatura: Fabricación y Caracterización de Dispositivos y Circuitos Integrados con Tecnología MOS, abordando los siguientes temas discutidos y/o procesados: Revisión de materiales: diferencias entre aislantes, conductores y semiconductores; Caracterización física y eléctrica de obleas de silicio; Limpieza de obleas de silicio; Oxidación húmeda del silicio; Litografía y grabado químico para la definición de las regiones de fuente y drenaje de los transistores y circuitos; Difusión o implantación de iones para obtener las capas difundidas de las regiones de fuente y drenaje; Recocido y oxidación húmeda para la formación de fuente y drenaje; Litografía y grabado químico para la definición de la región de compuerta de los transistores y circuitos; Oxidación seca para la obtención del óxido de compuerta; Caracterizaciones eléctricas y físicas para la extracción de resistencias de hoja de fuente y drenaje y de espesores de los óxidos; Litografía y grabado para la apertura de vías que definen las regiones de contacto de fuente y drenaje; Deposición de aluminio, litografía y grabado de Al para la definición de las pistas y contactos metálicos de fuente, drenaje y compuerta; Demostración de simulación Silvaco para la fabricación de transistores MOS; Deposición de Al en la parte posterior de las obleas de silicio para la definición del contacto de cuerpo de los transistores y circuitos; Recocido para la síntesis de contactos y pistas metálicas con las regiones de compuerta, drenaje, fuente y cuerpo de los transistores y circuitos; Caracterizaciones eléctricas de los dispositivos fabricados (diodos, capacitores MOS, resistores, inversores MOS, biestables y transistores MOS) para la extracción de parámetros eléctricos; Elaboración de informes de las actividades de fabricación y caracterización de los dispositivos y circuitos MOS obtenidos.

Plano de Desenvolvimento: n/a

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Conforme IN CCG nº 02/2025 - Cláusula de Honestidade e Lisura Acadêmica

Todas as atividades relacionadas às disciplinas devem ser realizadas em conformidade com as orientações fornecidas pelos docentes e com o devido rigor ético.

Caso o(a) docente responsável, no exercício de sua liberdade de cátedra, forme convicção acerca da ausência de lisura ou de condições adequadas para a realização da atividade avaliativa, poderá atribuir nota zero, seja para a atividade única ou, conforme o caso, para o conjunto de atividades do semestre. A ocorrência deverá ser fundamentada e comunicada à Coordenação de Curso de Graduação, podendo o(a) estudante estar sujeito a processo administrativo.

Bibliografia: Oficina de Microfabricação: Projeto e Construção de CI´s MOS. ; S. Wolf and R. N. Tauber; Silicon Processing for the VLSI Era, Vol.1 ? Process Technology, Lattice Press, 1986.; J. D. Plummer, M. D. Deal and P. B. Griffin; Silicon VLSI Technology ? Fundamentals, Practice and Modeling, Prentice Hall, 2000.; S. A. Campbell; The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press, 1996.

Critério de Avaliação: A Avaliação a ser empregada no curso exigirá: presença, participação, relatório e arguição final individual.

Bibliografia complementar: n/a