Docente/i: Valerio Annovazzi Lodi   Fabio Carli   Piero Malcovati   Sabina Merlo  

Denominazione del corso: Microsensori, microsistemi integrati e MEMS
Codice del corso: 502993
Corso di laurea: Bioingegneria, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica, Computer Engeneering
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://ims.unipv.it/MEMS/

Obiettivi formativi specifici

Il corso, a carattere principalmente informativo, si propone di fornire allo studente una panoramica delle tecnologie di fabbricazione, dei principi di funzionamento e delle applicazioni dei sistemi micro-elettro-meccanici (MEMS) e micro-opto-elettro-meccanici (MOEMS) su silicio. Al termine del corso lo studente avrà acquisito anche conoscenze relative agli aspetti di caratterizzazione sperimentale di MEMS e MOEMS, nonché dell’interfacciamento con l’elettronica di elaborazione.

Programma del corso

Introduzione (Prof. Piero Malcovati): Definizioni; Parametri caratteristici dei sensori; Classificazione dei sensori; Principi di trasduzione; Microsistemi integrati e MEMS.

MEMS (Prof. Sabina Merlo)
Sistemi risonanti massa-molla; Attuazione elettrostatica: comb fingers, parallel plates, scratch drive; Accelerometri MEMS, Giroscopi MEMS, Sensori di pressione.

Meccanica dei MEMS (Prof. Fabio Carli)
Introduzione alla meccanica dei MEMS; Lo sforzo; La deformazione; Il legame lineare elastico; Dalle forze agli sforzi; Azione assiale, flessione e torsione: alcuni risultati notevoli; Caratterizzazione meccanica di strutture MEMS; Esempi di progetto meccanico di strutture test.

Tecnologie per la fabbricazione dei MEMS (Dr. Flavio Villa)
Tecnologia del silicio: crescita del cristallo, epitassia, ossidazione, impiantazione, deposizione poly-Si e dielettrici, attacchi; Processo Venezia: sensore di pressione, sensore di pressione integrato e applicazioni microfluidiche; Processo Thelma: accelerometri, giroscopi, micromotori; DNA chip: un esempio di “micromachining“ del silicio mediante attacchi umidi (uso di tetrametilammonioidrossido).

Caratterizzazione dei MEMS (Prof. Valerio Annovazzi Lodi)
Misure elettriche sui MEMS: misure capacitive; Misure ottiche su MEMS e MOEMS: misure interferometriche; Rumore termomeccanico nei MEMS: giroscopio e accelerometro.

MOEMS e MEMS per applicazioni biomediche (Prof. Sabina Merlo)
Microspecchi digitali ed analogici; Proiettori basati su MOEMS; Switching ottico Microaghi, drug delivery, lab-on-a-chip.

Circuiti di interfaccia per microsensori integrati (Prof. Piero Malcovati)
Esempi di circuit di interfaccia: sensori magnetici, sensori chimici, accelerometro biassiale. Packaging.

Seminari
Il microgiroscopio laser in ottica integrata (Prof. Guido Giuliani); RF-MEMS (Prof. Danilo Manstretta); MEMS per energy scavenging (Dr. Marco Marchesi).

Prerequisiti

Conoscenze di meccanica, elettromagnetismo, teoria dei circuiti, elettronica.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 46
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Lucidi delle lezioni e altro materiale sono disponibili sul sito web del corso

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta a libri chiusi.