Indice
Introduzione ... 5
Primo Capitolo ... 9
La tecnica della Termoriflessione ... 9
1.1Introduzione alla tecnica ottica per l’esplorazione termica ... 10
1.2 Fisica del fenomeno ... 11
Secondo Capitolo ... 16
Stato dell’arte ... 16
2.1 Strutture integrate a semiconduttore... 17
2.1.1 Resistore integrato ... 17 2.1.1.1 Setup sperimentale ... 17 2.1.1.2 Target ... 19 2.1.1.3 Diffusione stretta ... 20 2.1.1.4 Diffusione centrale ... 22 2.1.1.5 Modello teorico ... 23
2.1.1.6 Determinazione del coefficiente di termoriflessione ... 26
2.1.1.7 Distribuzione termica ... 26
2.1.1.8 Commenti... 28
2.1.2 Dispositivi microelettronici MOSFET ... 30
2.1.2.1 Setup sperimentale ... 30
2.1.2.2 Attivazione in modalità “ transistore”... 33
2.1.2.3 Attivazione in modalità “riscaldatore” ... 36
3 Indice
2.2 Caratterizzazione termica di linee metalliche ... 43
2.2.1 Struttura sotto esame ... 43
2.2.3 Modello analitico ... 50
2.2.4 Commenti ... 53
2.3 Caratterizzazione termica di dispositivi microelettromeccanici ... 54
2.3.1 Setup sperimentale ... 54
2.3.2 Sperimentazioni e risultati ... 56
2.3.3 Commenti ... 59
Terzo Capitolo ... 60
Tipologie dei dispositivi ottici utilizzati ... 60
3.1 Laser ... 61
3.1.1 Il meccanisco di emissione stimolata ... 61
3.1.2 Pompaggio ... 64
3.1.3 La cavità ottica ... 66
3.1.4 Il Laser a semiconduttore ... 67
3.1.5 Fenomeni parassiti dei Laser a semiconduttore ... 80
3.2 Fotorivelatori ... 81 3.2.1 Polarizzazione ... 84 3.2.2 Prestazioni... 86 3.2.3 Il fotodiodo pin ... 88
Quarto Capitolo ... 90
Implementazione sperimentale ... 904.1 Descrizione funzionale del setup sperimentale ... 91
4.1.1 Piano ottico ... 92
4.1.2 Target ... 99
4.2 Circuito di elaborazione analogica ... 101
4.2.1 Stadio a transimpedenza ... 102
4 Indice
4.2.3 Stadio di demodulazione e di normalizzazione ... 106
4.2.3.1 Banda del sistema ... 109
4.2.3.2 Offset e Dinamica di uscita ... 110
4.2.3.3 Dipendenza della tensione di uscita dalla temperatura ... 111
4.2.4 Circuito stampato ... 114
Quinto Capitolo ... 116
Misure sperimentali ... 116
5.1 Misure statiche e calibrazione ... 117
5.1.1 Curva di calibrazione ... 120
5.1.2 Ottenimento del coefficiente di termo riflessione ... 121
5.2 Misure dinamiche ... 124 5.2.1 Sistema di vuoto ... 124 5.2.1.1 Pompa ... 128 5.2.1.2 Schermatura ... 129 5.2.2 Sistema di termostatazione ... 130 5.2.3 Circuito di pilotaggio ... 132
5.2.4 Elaborazione del transitorio termico con il metodo TRAIT ... 136
5.3 Simulazione termica analitica……….………..…….143
