Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ELETTRONICA
Insegnamento
MICROELECTRONICS
INP9086620, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ELETTRONICA (Ord. 2019)
IN0520, ordinamento 2019/20, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MICROELECTRONICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2019-IN0520-000ZZ-2019-INP9086620-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ENRICO ZANONI ING-INF/01

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus
Prerequisiti: STRETTAMENTE NECESSARI:
padronanza della matematica e della fisica per l'ingegneria dell'informazione (calcolo differenziae e integrale, meccanica classica, elettromagnetismo, principi di termodinamica).

RACCOMANDATI:
conoscenza dei principi della meccanica quantistica, della struttura della materia, della fisica statistica. Nelle prime lezioni del corso verrà comunque fatta un'introduzione a questi argomenti in modo da fornire a tutti gli strumenti necessari a seguire il corso.
Conoscenze e abilita' da acquisire: CONOSCENZE
1. Modelli per la descrizione delle proprietà elettriche e del trasporto di carica nei materiali semiconduttori.
2. Modelli per la descrizione a livello microscopico del funzionamento dei principali dispositivi a semiconduttore (giunzioni metallo-semiconduttore, giunzioni pn, transistor a effetto di campo).
3. Caratteristiche ai terminali dei dispositivi di cui al punto 2.
4. Passi e flusso di processo per la fabbricazione dei dispositivi a stato solido e dei circuiti integrati per mezzo della tecnologia planare.

ABILITA'
1. Capacità di applicare i modelli fisici dei materiali e dei dispositivi all'interpretazione di dati sperimentali.
2. Capacità di prevedere l'effetto dei parametri realizzativi sulle caratteristiche elettriche dei dispositivi che si traduce nella capacità di progettare dispositivi che soddisfano specifiche date.
Modalita' di esame: L'esame consiste in una prova scritta contenente problemi di analisi e di sintesi di dispositivi a stato solido. Per risolvere i problemi con successo sono è richiesta una buona padronanza dei modelli fisici dei dispositivi e dei materiali semiconduttori e la capacità di risolvere quantitativamente le relative equazioni.
Criteri di valutazione: Verrano applicati i seguenti criteri di valutazione:
1. Completezza e profondità della comprensione degli aspetti teorici della materia.
2. Capacità di applicare correttamente i modelli analitici alla risoluzione numerica di problemi relativi al comportamento microscopico e ai terminali dei dispositivi a stato solido.
3. Chiarezza espositiva in termini di: formulazione delle ipotesi di lavoro; applicazione delle approssimazioni adeguate; consequenzialità logica dell'esposizione della soluzione.
Contenuti: Cenni di fisica quantistica, fisica dello stato solido e fisica statistica applicate ai materiali semiconduttori. Contatti metallo/semiconduttore: struttura a bande e caratteristica corrente/tensione; contatti Schottky non rettificanti (ohmici).
Giunzione pn: comportamento statico, calcolo della distribuzione dei portatori minoritari e caratteristica corrente-tensione, comportamento dinamico, non idealità (correnti di generazione/ricombinazione, breakdown).
Sistema metallo/ossido/semiconduttore (MOS): struttura a bande, proprietà elettriche, carica all'interfaccia e nell'ossido, condensatori MOS.
Transistor a effetto di campo MOS (MOSFET): struttura, caratteristiche elettriche statiche e dinamiche, non idealità (correnti di sottosoglia, effetti di canale corto e stretto).
Tecnologia di fabbricazione di circuiti integrati CMOS: crescita del Silicio, ossidazione, crescita di strati epitassiali deposizione di film sottili (ossidi, metalli, silicio policristallino), fotolitografia, etching, drogaggio per diffusione e per impiantazione.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è organizzato in lezioni frontali di cui circa due terzi dedicate allo studio dei concetti base e dei contenuti teorici della materia, un terzo dedicate all’analisi di esempi pratici e alla soluzione di problemi numerici. I concetti base e i contenuti teorici verranno presentati sia con la proiezione di diapositive che, per quanto riguarda gli argomenti che richiedono analisi matematiche più complesse, alla lavagna.
Durante il corso ci saranno alcune esperienze opzionali di laboratorio, che consistono nell'utilizzo di strumenti CAD per la simulazione numerica di dispositivi a semiconduttore.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: La presentazione degli argomenti del corso segue il testo R. S. Muller, T. I. Kamins, “Device Electronics for Integrated Circuits”. --: Wiley, 2003. Third edition.
E' inoltre a disposizione degli studenti un eserciziario ricco di esempi tratti da temi di esame dati negli anni precedenti.
Infine, è disponibile un sito web (elearning) dal quale è possibile scaricare tutto il resto del materiale necessario e la raccolta dei temi di esame dati negli ultimi anni.
Testi di riferimento:
  • R. S. Muller, T. I. Kamins, Device Electronics for Integrated Circuits. --: Wiley, 2003. Cerca nel catalogo
  • G. Meneghesso, Esercitazioni di Microelettronica. Padova: Ed. Progetto, 2007, --.. Padova: Ed. Progetto, 2007. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Problem solving
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Kaltura (ripresa del desktop, caricamento di files su MyMedia Unipd)
  • Matlab
  • Synopsys TCAD

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture