Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Processi successivi
Dopo aver descritto i metodi di crescita e deposito dei film sottili, passiamo ora ad analizzare alcune delle principali tecniche utilizzate nella microfabbricazione per modificare selettivamente le proprietà fisiche e chimiche dei materiali. Queste tecniche svolgono un ruolo cruciale nella definizione delle caratteristiche elettriche e strutturali dei dispositivi a micro e nanoscala.
A differenza dei processi di deposito, le tecnologie che seguono hanno lo scopo di alterare il materiale già esistente su un wafer o su una struttura multilivello, spesso con risoluzione spaziale elevata e controllo preciso dei parametri.
In questa sezione introdurremo quattro processi fondamentali:
- Ossidazione, utilizzata per crescere uno strato di ossido (tipicamente SiO₂) direttamente sul silicio, essenziale come isolante, maschera o dielettrico di gate nei MOSFET.
- Impiantazione ionica, una tecnica a fascio diretto che permette di inserire specie droganti nel reticolo cristallino con alta precisione, modulando la conducibilità del semiconduttore.
- Diffusione, un metodo termico per la distribuzione controllata di atomi nel materiale, spesso usata in combinazione con l’impiantazione per attivare elettricamente i droganti.
- Planarizzazione (in particolare CMP – Chemical Mechanical Planarization), fondamentale per ripristinare superfici lisce e uniformi dopo step multipli di crescita, incisione e deposito, garantendo la compatibilità con le successive litografie.
Questi processi sono centrali nel ciclo di fabbricazione dei dispositivi microelettronici e optoelettronici, e rappresentano il collegamento tra la struttura fisica dei materiali e le funzionalità elettriche desiderate. La loro comprensione è essenziale per progettare dispositivi affidabili, scalabili e ad alte prestazioni.
Nei paragrafi successivi, ciascuna tecnica sarà descritta nel dettaglio, con attenzione agli aspetti fisici, tecnologici e applicativi.