Contenidos didácticos sobre microelectrónica

Uno de los objetivos de la estrategia de Cultura Científica del IMB-CNM es acercar la actividad investigadora y la ciencia a la sociedad, más concretamente, todo lo relacionado con el funcionamento de la electrónica que nos rodea, la fabricación y diseño de circuitos microelectrónicos. Debido a la naturaleza pública del centro de investigación, la meta es promover y favorecer una sociedad con curiosidad científica, que apueste por el conocimiento y el rigor científico, así como consciente del valor de invertir en investigación. Además, promover la alfabetización científica entre las personas más jóvenes es una de las formas más efectivas de despertar interés y vocaciones en el ámbito de las STEAM (CTIAM, Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas). Los materiales de esta página han sido diseñados por el equipo que integra las actividades de divulgación del IMB-CNM y son un apoyo para ilustrar conceptos microelectrónicos y conocer el funcionamiento de un centro de investigación, así como la propia actividad del IMB-CNM.

El equipo de Cultura Científica del instituto pone a disposición de las personas interesadas algunos materiales didácticos elaborados para los talleres, visitas guiadas y charlas para profesorado o profesionales de la educación que deseen usarlos. Todos estos trabajos cuentan con una licencia Creative Commons de Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0 Deed).

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International. Para más información sobre su uso, dudas o consultas, el correo de contacto es: cultura@imb-cnm.csic.es.

Juego de la Oca sobre la fabricación de un transistor MOS, elemento básico para la fabricación de los circuitos CMOS, componentes fundamentales de los chips. Este juego permite seguir de forma lúdica la secuencia de pasos para su fabricación, incluyendo en sus casillas diferentes "venturas y desventuras" de un proceso tecnológico. El juego está disponible con guion explicativo. Ha sido diseñado especialmente para llegar al público más joven, para transmitir conceptos clave, como por ejemplo las fases de fabricación, la fotolitografía, etc. El juego empieza con una oblea virgen tipo p y acaba con el encapsulado del transistor.

Las casillas de la Oca son diferentes tipos de transistores:

• 5: Transistor BJT NPN
• 9: Transistor BJT PNP
• 14: Transistor NMOSFET
• 19: Transistor PMOSFET
• 23: Transistor NJFET
• 27: Transistor PJFET
• 32: Transistor MESFET
• 36: Transistor HEMT
• 41: Transistor IGBT
• 45: Transistor Photo BJT
• 50: Transistor Photo MOSFET
• 54: Transistor ISFET
• 59: Thyristor TRIAC

"De transistor en transistor y tiro para que pase un electrón"

Ilustraciones de Pau Xandri y Alba Teixidor - albateixidor.com

Si no fuera por el transistor... ¡no estarías aquí! ¿Lo sabías? Te explicamos la historia de cómo este dispositivo electrónico cambió la sociedad y todo lo que nos rodea.

La fotolitografía es un proceso fundamental en la fabricación de semiconductores. El vídeo muestra qué pasos se siguen, incluida la transferencia del patrón a la resina, las limpiezas, las máscaras... para mostrar toda su complejidad.

Maqueta tridimensional con bloques de plástico de diferentes colores que representan los distintos materiales empleados en la fabricación de un proceso CMOS con un transistor de canal n (NMOSFET) y uno de canal p (PMOSFET). Permite visualizar los resultados del proceso planar de fabricación empleado en la microelectrónica. Hecho mediante el conocido juego de bloques de construcción de LEGO^©. Se pueden ver las capas de algunos de los procesos que deben realizarse para un proceso clásico de fabricación y reconocer las capas y materiales involucradas.

Descarga la ficha didáctica para ver el código de colores y mira el vídeo para saber cómo hacer tu propio LEGO CMOS!

Materiales hechos con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) del Ministerio de Ciencia e Innovación.

¿Qué es una sala blanca? ¿Cómo funcionan?

Ilustra qué es una sala blanca y cómo funciona una de microfabricación como la del CSIC (reconocida como Infraestructura Científica y Técnica Singular, ICTS). Recoge una descripción gráfica de cómo es la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM, una de las más grandes del sur de Europa, qué condiciones se mantienen para llevar a cabo el trabajo y qué procesos se llevan a cabo. El objetivo es familiarizar al público con las salas blancas, con todos los agentes involucrados en su funcionamiento y con el proceso de fabricación microelectrónica.

Una sala blanca es un entorno de ambiente controlado (partículas en el aire, temperatura y humedad). Puede ser de varios tipos: biológica, química, farmacéutica, de hospital, de micro y nanofabricación, etc. El Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) alberga una Sala Blanca de Micro y Nanofabricación donde se pueden fabricar circuitos integrados o chips.

¿Qué es un transistor? ¿Dónde los encontramos?

Apoyo gráfico sobre qué es un transistor y cómo se integra dentro de un chip, dónde se encuentran transistores y cuáles son los símbolos gráficos más comunes de las diferentes familias. El objetivo es que el público comprenda lo que es un transistor y su importancia en los sistemas electrónicos. ¿Podríamos vivir sin transistores?

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que funciona como un interruptor digital, impidiendo o permitiendo el paso de corriente eléctrica, o como amplificador analógico, entregando una señal de salida amplificada en respuesta a una de entrada. Nace en 1947 en los Laboratorios Bell de la necesidad de amplificar la señal en llamadas telefónicas a larga distancia. Sus inventores fueron John Bardeen, Walter H. Brattain y William Shockley.

Navega por dentro de la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM, entra en los diferentes espacios de trabajo, familiarízate con los equipos donde se procesan las obleas, ¡y muévete como si fuera tu propia casa!

Muchos de estos materiales se han realizado en el marco del proyecto “Un microchip muy grande” / “Un microxip molt gran” (FCT-21-16975), organizado por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología del Ministerio de Ciencia e Innovación (FECYT). Con una duración de verano de 2022 hasta septiembre de 2023, tuvo el objetivo de mejorar la educación y crear vocaciones científicas entre escolares y personas jóvenes no universitarias, incrementando su aprendizaje e interés por la electrónica y la microelectrónica. La iniciativa contemplaba distintas actividades complementarias: el concurso para estudiantes “Un microchip muy grande”, la acción principal; un ciclo de conferencias sobre la historia y el futuro de la tecnología, con ponencias invitadas y propias; y la exposición “La revolució silenciosa” que se ha exhibido en espacios de Barcelona y del Vallès. La iniciativa celebraba el 75º aniversario del transistor, un dispositivo electrónico semiconductor que sustituyó a las voluminosas y poco eficientes válvulas de vacío de principios del siglo XX. Concebido inicialmente como un dispositivo amplificador analógico; con el tiempo se potenció y se adaptó su tecnología como interruptor digital, es así la concreción física de los ‘1’ y ‘0’ de la lógica binaria.