ICTS: Sala Blanca Integrada de Micro y Nano Fabricación SBCNM-CSIC

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1 ICTS: Sala Blanca Integrada de Micro y Nano Fabricación SBCNM-CSIC

2 CNM CSIC: National Microelectronics Center MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD SPANISH COUNCIL FOR SCIENTIFIC RESEARCH (CSIC) D+T Microelectrónica, A.I.E. NATIONAL MICROELECTRONICS CENTER (CNM) MICROELECTRONICS INSTITUTE OF BARCELONA (IMB) LARGE SCALE FACILITY (Integrated Clean Room) Silicon based micro and nano systems MICROELECTRONICS INSTITUTE OF MADRID (IMM) Compound semiconductors MICROELECTRONICS INSTITUTE OF SEVILLA (IMSE) Analog and mixed IC design

3 ICTS Integrated Micro and Nano Fabrication Clean Room Main Clean Room 1,500 m 2 Class ,000 CMOS integrated circuits Microsystems technologies Nanolithography and nanofabrication Back end Clean Room 40 m 2 Class 1000 Chip packaging High Density FlipChip

4 ICTS Access Program GICSERV Call Deadline Nº Projects Spanish Large Scale Facility since 1994 / EU access program as LSF ( ) Current Spanish access to large facilities program since 2005 Free access to (limited complexity) projects at the facility, approved by external evaluation committee Open to EU + assoc., extended to Latin-American countries in May /3 Jan/Oct /5 4 Mar Feb Feb Feb TOTAL 256 4/14

5 M&NT, MST, MEMS, NEMS What are they?

6 Microelectronics Fundamentals: The material Second element of crust of the Earth after oxygen Silicon does not exist free Normally in form of SiO2 6/14

7 Microelectronics Fundamentals: The technology. From the chip to an instrument Component or subsystem wafer device portable benchtop Micro and Nano Integration Miniaturised and cost effective instruments

8 Importance of the Micro and Nano Technologies for Europe Recent adoption of the European Strategy on Micro and Nanotechnologies, within the Digital Agenda of the EC. The EC adopts the Key Eanbling Techologies (KET) concept The R&D Infrastructures are basic for Bridging the Valley of Death

9 Micro and Nano Technologies: Enabling for Societal Challenges Health & wellness From ENIAC SRA: Transport & mobility Security & safety Energy & environment Communication Infotainment e-society 9/14

10 The Multiplier Effect of the Micro and Nanotechnologies Services Electronics 6000 B $* 1400 B $ Telecom, Internet, Broadcast, AAL, Consumer, Medical, Energy, Transport, Security, Space, Semiconductors 300 B $ Cornestone of High Tech economy Source: Future Horizon: IFS (2012 estimated*)

11 Advantages of Miniaturisation Portability: Small dimensions, Low weight Low cost: Planar technologies, Batch production Autonomy: Low power Ubiquity Reliability Smartness 11/14

12 NanoTechnology: A crossroad Stone Scale limit mastered by technology Nano size: be closer to the biological media to improve specs Biocomplicity: Tissues Cells Genes Proteins Wood CNT Iron Silicon DNA Cells APM Atoms

13 Micro and Nano Technologies embedded in our lifes 13/14

14 ICTS SBCNM Main Pillars & R&D Activity Technology Transfer R&D Training Semiconductor Devices Power Devices Integrated Circuits and Systems Sensors, Actuators and MEMS Nanoscale Devices and Actuators Lab on a chip, Polymer devices

15 R&D Value Chain at SBCNM product idea

16 IMB CNM Research Focus MICRO & NANO INTEGRATED SYSTEMS Energy Bio Key Enabling technologies

17 Sensors and Circuits: Participation in the ATLAS detector at CERN Accelerometer with self test system Optomechanical sensors On chip immunodiagnostic methods for bacterial detection Sensor needles for organ monitoring for transplantation Direct methanol micro fuel cell (SU 8 polymer)

18 Integrated Circuits and Systems Low power RF circuits for wireless sensors Remote powered and body implantable systems SoC & System electronics based on flexible platforms RF integrated circuit ARM SoC based platform 1.1V 300μW Analog hearing aids Implantable systems for neural recording/stimulation Power modules integration and test

19 Nanoscale devices Advanced nanofabrication methods Novel nanometrology tools Singular properties of nanostructures Ultimate performance of nanoscale devices CMOS integrated nanomechanical mass sensor Large scale fabrication of CNT transistors Driving signal at f res (2 nd mode) Pie zo SFM control unit Lock-in 1 Lock-in 2 Topography Vibration amplitude bimorph CNT resonator Modulation signal at f mod (1 st mode) RF source with amplitude modulation at f mod =f (1st eigenmode) Si nanowires CNT resonator

20 : La importancia del Factor de escala Cuando se reducen las dimensiones: las relaciones L/S y S/V aumentan las estructuras térmicas se calientan y se enfrían más rápido las estructuras se calientan con menos energía las estructuras padecen menos estreses térmicos las estructuras tienen menos inercia mecánica la difusión en un fluido es más rápida la mezcla en los microcanales es más difícil el efecto de tensión superficial crece El consumo energético es distinto 20/14

21 Spin Off Micro4Ener Wind Waves, tides,

22 Entrepreneurs Fund Award MICRO4ENER: Microsystems for the detection of microorganismos

23 Otros Casos de Éxito (I)

24 Otros Casos de Éxito (II)

25 Otros Casos de Éxito (III)

26 Otros Casos de Éxito (IV)

27 Otros Casos de Éxito (VI)

28 Productos en pequeñas series (I)

29 Productos en pequeñas series (II)

30 Conclusiones: Qué pueden aportar las ICTS a la Industria?: Investigación aplicada de calidad Realización de demostradores antes del paso a prototipado y de pre series Fabricación de pequeñas series en casos especiales Diseño interno y fabricación en Foundries externas, manteniendo la IP Facilidad de participación en grandes consorcios tecnológicos Formación en Alta Tecnología Alquiler de m2 de Sala limpia Asesoría para la instalación de Salas Blancas propias

31 Thanks for your attention! Carles Cané IMB CNM Director cnm.csic.es Enric Cabruja IMB CNM Deputy Director cnm.csic.es Luis Fonseca IMB CNM Deputy Director cnm.csic.es Teresa González IMB CNM Administrative Manager cnm.csic.es Miguel Zabala ICTS Manager cnm.csic.es

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