Nuove prospettive per la miniaturizzazione dei circuiti integrati
L'evoluzione dei circuiti integrati ha esercitato un notevole impatto su diversi settori d'applicazione, come l'analisi medica, biologica, chimica e le telecomunicazioni, nei quali le microdimensioni e l'elevata velocità dei dispositivi elettronici svolgono un ruolo determinante. Tuttavia, l'ulteriore miniaturizzazione dei componenti dei circuiti integrati è limitata dall'accumulo delle tensioni meccaniche negli strati e substrati durante la lavorazione, problema che influisce gravemente sulle prestazioni e l'affidabilità del dispositivo. Pertanto, occorre monitorare continuamente le tensioni e adottare delle misure per ridurle al minimo. In caso contrario, infatti, le deformazioni reticolari possono raggiungere la soglia dei valori critici, al di là della quale si verifica una dislocazione e la conseguente degradazione del dispositivo. La microscopia ottica a trasmissione (TEM) svolge un ruolo essenziale nell'industria microelettronica. Essa costituisce, infatti, un metodo efficace per condurre rigorose attività di ricerca, sviluppo e produzione, laddove gli strumenti d'indagine morfologica e analitica perdono di efficacia a causa delle ridotte dimensioni dei dispositivi. La prevista diffusione della microscopia TEM nell'industria dei semiconduttori consentirà, inoltre, di promuovere ed ampliare il raggio di applicazione delle varie proprietà analitiche di questo strumento. La tecnica della diffrazione elettronica a fascio convergente (CBED) permette di analizzare le deformazioni reticolari nei cristalli. Fino ad oggi, tuttavia, quest'applicazione ha avuto un limitato utilizzo, poiché la procedura necessaria per estrarre il tensore locale delle deformazioni dal modello TEM/CBED è prevalentemente manuale e, pertanto, richiede lunghi tempi di analisi. Nell'ambito del progetto STREAM è stato sviluppato un pacchetto software per l'acquisizione digitale dei modelli di diffrazione e l'estrazione del tensore delle deformazioni nelle corrispondenti regioni nanometriche della struttura. Il pacchetto software è dotato di una procedura incorporata "modello-valore di tensione CBED", che consente di accelerare la misurazione della deformazione, riducendo il tempo di valutazione da alcuni giorni ad alcune ore, al fine di avvicinarsi ai tempi di risposta tipici dell'industria. L'utilizzo sistematico del metodo TEM/CBED per analizzare le deformazioni consentirà di ottimizzare i processi, al fine di evitare i guasti delle apparecchiature causati dalla comparsa di dislocazioni. La riduzione dei guasti dovuti alla deformazione permetterà non solo di ottenere benefici economici, ma anche di contenere gli scarti, riducendo di conseguenza l'impatto ambientale.
