Marco Colás, Santiago

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Actividades del LCMM -UB El LCMM (Laboratori de Caracterització de Materials per la Microelectrónica) de la Universidad de Barcelona centra sus actividades en la Ingeniería Electrónica y de Ma-teriales. El grupo integra una treintena de personas entre profesorado y estu-diantes de doctorado. La investigación que se lle-va a cabo contempla diferentes pun-tos: 1- Diseño y fabricación de microsensores basados en silicio (sensores de presión, aceleración, flujo, etc.) 2- Diseño y fabricación de sensores químicos (sensores de alcohol, sensores de gases, etc.) 3- Desarrollo y caracterización de tecnologías de micromecanizado superficial (' Surface micromachining'). 4- Caracterización de capas dieléctricas amorfas utilizadas en microelectrónica. 5- Modificación y síntesis de nuevos materiales mediante implantación iónica. 6- Caracterización estructural y eléctrica de multicapas basadas en compuestos III-V. 7- Diseño de circuitos integrados analógicos y digitales a medida. Para la realización de estas actividades nuestro grupo dispone de laboratorios de caracterización eléc-trica, así como estaciones de trabajo para el diseño mecánico mediante elementos finitos (ANSYS, MEF/ Santiago Marco Ingeniería Electrónica-UB MOSAIC) y para el diseño microelectrónico (CADENCE, HSPICE, DESIGN CENTER). Los Servicios Científico-Técnicos de la Universidad de Barcelona permiten el uso de numerosas técnicas para la caracterización de materiales como XRD (X-Ray Diffraction), XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy), FTIR (Fast Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy), Espectroscopía RAMAN, TEM (Transmission Electron Micrsocopy), SEM (Scanning Electron Microscopy), etc. La fabricación de dispositivos sensores y ASIC's es posible gracias a la estrecha colaboración existente entre nuestro laboratorio y el Centro Nacional de Microelectrónica. Entre las actividades del grupo destaca la participación en di-versos proyectos financiados por la CEE: BRITE, ESPRIT, etc. con em-presas de la envergadura de SEAT o ROBERT BOSCH. También partici-pa activamente en programas nacio-nales como las iniciativas GAME, PETRI, CIRIT, RDIT, CICYT, etc. Es de destacar la pertenencia del la-boratorio a la red de excelencia en tecnología de microsistemas NEXUS, integrada por los más importantes grupos a nivel europeo, así como a la red del E-MRS (European Material Research Society) para la síntesis de materiales por implantación iónica. Como reflejo del trabajo de investigación este año se han defen-dido las tesis: - 'Modificaciones estructurales en el óxido de silicio térmico induci-das por los procesos tecnológicos en microelectrónica: aplicación de la espectroscopía infrarroja' por BIas Garrido. Director: DI. J. 11 Samitier (Marzo-93) - 'Desarrollo de una tecnología de potencia inteligente CMOS/ DMOS inmune allatch-up basa-da en un concepto de pozo flotan-te' por Manel Puig Director: DI. A. Herms (Julio-93) -'Optimización de sensores de presión piezorresistivos de silicio para instrumentación biomédica y aplicaciones a alta temperatura' por Santiago Marco. Director: Dr. J. Samitier (Julio-93) -'Caracterización estructural de capas Si-N obtenidas por depósi-to a partir de disilano o por implantación iónica' por Abdellah EI-Hassani. Director: DI. J. Samitier (Julio-93) -'Caracterización por microscopía electrónica de transmisión de heteroestructuras In GaAs/lnAlAs crecidas por epitaxia de haces moleculares sobre substratos de InP' por Francisca Peiró. Director: DI. A. Comet (Septiembre-93). -'Optimización de técnicas ópti-cas y eléctricas para el estudio de he tero estructuras basadas en compuestos III-V' por J. Bosch Director: DI. P. Roura (Septiem-bre-93) y trabajos de tercer ciclo: -'Mesura per interferometria de les freqüencies de ressonancia d'elements micromecanics per a ús en dispositius sensors', per O. Bertran Director: DI. J. Samitier (Septiembre-93). -'Analisi de propietats estructurals, mecamques i electriques del polisilici dopat per a ús en sistemes micromedmics', por C. Rubio Di-rector: Dr. J. Samitier (Septiem-bre-93) -'Estudio y desarrollo de un sensor de alcohol basado en pilas de combustible', por A. Pardo, Di-rector: Dr. J.R. Morante (Sep-tiembre-93). A nivel docente el grupo esta a cargo de la docencia de las asignatu-ras de electrónica en la licenciatura de Física, así como de la docencia en la nueva titulación en ingeniería supe-rior electrónica impartida en la Uni-versidad de Barcelona (UB). Actividades en el campo de microsensores basados en silicio El trabajo desarrollado en este campo parte con el trabajo de tesis doctoral realizado por J. Anton Haberkamp: 'Diseño y fabricación de un sensor de presión piezorresistivo de silicio con salida digital' (1989) y continua en la actualidad con una efervescencia notable. Los sensores basados en si-licio presentan considerables venta-j as. El uso de la tecnología microelectrónica para la producción de sensores permite obtener disposi-tivos de bajo coste (debido a la pro-ducción en 'batch'), altas prestacio-nes y reducido tamaño. Además, la utilización del silicio como material de base para la realización de sensores permite, no sin dificultades, la inte-gración de circuitería electrónica en el mismo chip. Mortunadamente, el silicio es un material excepcional tan-to a nivel eléctrico como a nivel mecá-nico, aspecto en el que destaca por su rigidez (comparable al acero), dureza (superior al cuarzo) y alta linealidad hasta la ruptura. Para el desarrollo de sensores es especialmente adecuado por la gran variedad de mecanismos de transducción que posee permitiendo la fabricación de sensores mecánicos, de radiación, térmicos, magnéticos y químicos. Los sensores no hacen uso únicamente de las propiedades del silicio, sino también explotan las cua-lidades de otros materiales que se utilizan normalmente en microelectrónica en forma de capas delgadas como son el oxido de silicio, el nitruro de silicio, el polisilicio, etc. Este ultimo material es de especial importancia debido a su papel funda-mental como material estructural y eléctrico en la fabricación de microestructuras por mlcrome-canización superficial.. Entre los distintos tipos de sensores basados en silicio, los sensores mecánicos (presión, acele-ración, fuerza, etc.) han experimenta-do un rápido desarrollo, debido a la multitud de aplicaciones industriales. Este hecho es el causante de que ac-tualmente se dediquen grandes es-fuerzos de I+D, tanto por parte de centros de investigación como por compañías industriales, a la mejora de las prestaciones de los sensores mecá-nicos mediante la concepción de nue-vos diseños y el desarrollo de nuevas tecnologías. En particular el trabajo de-sarrollado en nuestro grupo durante los últimos años se ha centrado en el desarrollo de un micro sensor para la medida invasiva de la presión sanguí-nea. El trabajo ha debido superar los escollos inducidos por la miniaturización y las prestaciones exigidas. Ello se ha conseguido gra-cias al desarrollo de una nueva tec-nología para la definición de micro diafragmas de silicio de grosor no-uniforme y la optimización de la estructura mecánica del dispositivo mediante simulación por elementos finitos. Actualmente se está trabajando en el desarrollo de un acelerómetro capacitivo de alta sensibilidad para el control de vibraciones en brazos de robot. Santiago Marco es Doctor en Cien-cias Físicas por la Universidad de Barcelona, especialidad Electrici-dad, Electrónica y Física Indus-trial. Su actividad investigadora se centra en el diseño, simulación y fabricación de micro sistemas en tecnología de silicio. Piezorresistencias Si O2 Pyrex t L-__________ ~ L-__________ ~ Presión de referencia Esquema básico de un sensor de presión piezométrico en tecnología de silicio. 12 

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