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Tecnología Microelectrónica
Máster Universitario en Ingeniería de
Telecomunicación
Universidad de Alcalá
Curso Académico 2016/2017
Curso 1º – Cuatrimestre 2º
GUÍA DOCENTE
Nombre de la asignatura:
Código:
Tecnología Microelectrónica
201813
Titulación en la que se imparte:
Departamento y Área de
Conocimiento:
Máster en Ingeniería de Telecomunicación
Carácter:
Créditos ECTS:
Obligatoria
3
Curso y cuatrimestre:
1º curso / 1º cuatrimestre
Profesorado:
Ana Jiménez Martín
Horario de Tutoría:
Idioma en el que se imparte:
Consultar página web
Español
Electrónica / Tecnología Electrónica
Página web de información de la asignatura
http://193.146.57.132/depeca/docencia
1.a. PRESENTACIÓN
La asignatura de Tecnología Microelectrónica pretende introducir al alumno en el estudio de
circuitos desde el más bajo nivel. Se realiza una introducción a los materiales
semiconductores y los dispositivos basados en estos que justifican las bases de diseño y
limitaciones de los circuitos vistos en cursos previos. Posteriormente se introduce el propio
proceso de fabricación de circuitos integrados.
Prerrequisitos y Recomendaciones
Debido a su naturaleza de materia de formación específica de la titulación, se recomienda
haber adquirido las competencias correspondientes a las materias básicas y comunes de
formación en Fundamentos de Electrónica (Electrónica Básica, Electrónica Digital,
Electrónica de Circuitos, Diseño Electrónico y Tecnología Electrónica).
Se utilizará el Aula Virtual (plataforma Blackboard) como herramienta de comunicación entre
alumno y profesor, así como para publicar el material docente y actividades del curso, por lo
que se recomienda esté actualizado con una dirección de correo en uso y una fotografía
identificativa.
Se recomienda que el alumno realice un estudio continuado de la asignatura y realice las
distintas actividades propuestas ya que se trata de una asignatura acumulativa y, por lo
tanto, el no realizarlo podría suponer la desconexión en el proceso enseñanza-aprendizaje.
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1.b. COURSE SUMMARY
The subject of Microelectronics Technology is a compulsory 3 ECTS course included
in the first semester - first year of the Master of Telecommunication Engineering. The
course is designed to teach the physical principles and operational characteristics of
advanced semiconductor electronic devices with emphasis on field-effect transistors.
The course provides elementary background in solid state electronic devices and is
intended to help students to continue advanced research in the variety of different
branches of semiconductor microelectronics. This course provides also an overview
of processing steps for semiconductor device fabrication. The goal of this course is to
give a thorough understanding of the design and process technology of modern
integrated circuits and a clear understanding of the economic and technical trade-offs
inherent in this industry.
2. COMPETENCIAS
Competencias básicas, generales y transversales.
Esta asignatura contribuye a adquirir las competencias básicas, generales y
transversales CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG1-6, CT1-5 definidas en el apartado 3
del plan de estudios.
Competencias de Carácter Profesional
Esta asignatura proporciona la siguiente competencia de carácter profesional
definida en el apartado 5 del Anexo de la Orden CIN/355/2009:
Competencias de carácter profesional
Código
CTecTel10
Capacidad para diseñar y fabricar circuitos integrados.
CTecTel14
Capacidad para desarrollar instrumentación electrónica, así como
transductores, actuadores y sensores.
CGestion1
Capacidad para la integración de tecnologías y sistemas propios de la
Ingeniería de Telecomunicación, con carácter generalista, y en contextos
más amplios y multidisciplinares como por ejemplo en bioingeniería,
conversión fotovoltaica, nanotecnología, telemedicina.
Resultados del Aprendizaje:
Al finalizar con éxito esta asignatura/enseñanza, los estudiantes serán capaces de:
RA1. Capacidad para explicar el principio de funcionamiento y características de los
dispositivos electrónicos basados en semiconductor e interesarse por las actuales
tecnologías.
3
RA2. Capacidad para describir procesos tecnológicos de fabricación de circuitos
integrados e identificar los diferentes procesos que tienen lugar.
RA3. Capacidad para identificar las limitaciones de los dispositivos electrónicos con su
estructura interna y procesos de fabricación.
RA4. Trabajar conjuntamente para valorar y expresar correctamente resultados de
forma escrita a través de informes técnicos.
3. CONTENIDOS
A continuación se detalla el contenido de los temas teórico-prácticos que constituyen
el curso.
Bloques de contenido
Total de horas
teórico-prácticas*
Tema 1.- Materiales semiconductores: características de la conducción
eléctrica, diagrama de bandas.
4
Tema 2.- Unión pn: Estática de la unión, característica I-V, efectos
capacitivos. Dispositivos basados en unión pn.
4
Tema 3.- Dispositivos FET y su evolución.
El diodo MOS, funcionamiento del MOSFET e inversor CMOS. Evolución
de la estructura clásica hacia dispositivos actuales. Heteroestructuras.
10
Tema 4 Introducción a los procesos tecnológicos para la fabricación
de circuitos integrados.
Introducción a la fabricación de circuitos integrados. Crecimiento de
capas. Procesos de oxidación. Procesos de dopaje. Proceso
fotolitográfico. Procesos de ataque. Depósito de capas.
4
Tema 5.- Tecnologías de fabricación de circuitos integrados
Introducción a la tecnología CMOS.
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* Las horas prácticas dedicadas a la resolución de problemas se engloban en el total de horas ya que se
irán impartiendo conjuntamente con la teoría: horas teórico-prácticas. Incluye ejercicios tanto de síntesis
como con herramienta propia de diseño, modelado y simulación
Cronograma
La temporización y el cronograma final de la asignatura se adaptarán al calendario oficial
correspondiente y será publicado en la página web de la asignatura al inicio del curso.
4
4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES
FORMATIVAS
4.1. Distribución de créditos
Número de horas presenciales:
30 horas (28 horas de clases presenciales
+ 2 horas de evaluación)
Número de horas del trabajo
propio del estudiante:
46 horas
Total horas
75 horas
4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos
En el proceso de enseñanza-aprendizaje se realizarán las siguientes actividades formativas:
 Clases teóricas basadas en clases expositivas que permitan al docente introducir los
conocimientos necesarios para el correcto desarrollo del proceso de aprendizaje.
Dicha exposición se apoyará en una estrategia de aprendizaje JITT (Just in time
teaching). El objetivo es conseguir que el alumno realice un estudio previo y se
prepare el contenido con anterioridad a la clase, de manera que se libera tiempo en
ella para profundizar en los aspectos más problemáticos de la clase, puestos de
relieve por las respuestas de los alumnos a un cuestionario de estudio; o, para el
desarrollo de actividades complementarias que contribuyen a la adquisición,
asimilación e integración de los contenidos docentes. Las sesiones de aula se
realizaran en formato de gran grupo, fomentando modelos inductivos basados en el
planteamiento y resolución de problemas mediante la argumentación y discusión.
 Clases en grupo pequeño. Se centrarán en la resolución ejercicios y problemas tanto
de síntesis como de simulación, de forma participativa. El objetivo de estas clases
será promover un aprendizaje significativo que permita al alumno profundizar en los
conocimientos teóricos adquiridos, relacionarlos y aplicarlos de manera creativa a la
resolución de situaciones que, a medida que avance el curso, irán pareciéndose
paulatinamente a problemas de ingeniería reales. Así mismo, permitirán realizar el
seguimiento del trabajo colaborativo.
Dentro de las diversas actividades formativas al alumno se le irán proponiendo actividades y
tareas tanto teóricas como prácticas. Además se podrán utilizar, entre otros, los siguientes
recursos complementarios:
 Trabajos individuales o en grupo: que podría suponer, además de su realización, la
correspondiente exposición pública ante el resto de compañeros para propiciar el
debate.
 Asistencia a conferencias, reuniones o discusiones científicas relacionadas con la
materia.
Se potenciará el trabajo colaborativo que según Driscoll y Vergara se define como un trabajo
realizado por varias personas cuyo objetivo no es sólo el de trabajar juntos, sino el de
cooperar en el logro de una meta. Estos autores señalan que son cinco los elementos que
caracterizan el trabajo colaborativo y, por lo tanto, se realizará un seguimiento con el
objetivo de que se cubran todas ellas. Los cinco elementos fundamentales a desarrollar son:
a. Responsabilidad individual: todos los miembros son responsables de su desempeño
individual dentro del grupo.
b. Interdependencia positiva: los miembros del grupo deben depender los unos de los
otros para lograr la meta común.
5
c. Habilidades de colaboración: las habilidades necesarias para que el grupo funcione
en forma efectiva, como el trabajo en equipo, liderazgo y solución de conflictos.
d. Interacción promotora: los miembros del grupo interactúan para desarrollar
relaciones interpersonales y establecer estrategias efectivas de aprendizaje.
e. Proceso de grupo: el grupo reflexiona de forma periódica y evalúa su funcionamiento,
efectuando los cambios necesarios para incrementar su efectividad.
Durante todo el proceso de aprendizaje en la asignatura, el alumno deberá hacer uso de
distintas fuentes y recursos bibliográficos o electrónicos, de manera que se familiarice con
los entornos de documentación que en un futuro utilizará profesionalmente. Además, el
profesorado facilitará los materiales necesarios para el seguimiento de la asignatura
(fundamentos teóricos, ejercicios y problemas, manuales de prácticas, referencias
audiovisuales, etc.) de manera que el alumno pueda cumplir con los objetivos de la
asignatura, así como alcanzar las competencias previstas.
El alumno dispondrá a lo largo del cuatrimestre de tutorías grupales (si son solicitadas por
los propios alumnos) e individuales. Ya sea de manera individual o en grupos reducidos,
estas tutorías permitirán resolver las dudas y afianzar los conocimientos adquiridos.
Además, ayudarán a realizar un adecuado seguimiento de los alumnos y a evaluar el buen
funcionamiento de los mecanismos de enseñanza-aprendizaje.
5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación
5.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN
El proceso de evaluación tiene por objetivo valorar el grado y profundidad de las
competencias adquiridas por el alumno. En consecuencia, los criterios de evaluación que
se apliquen en las diversas pruebas que forman parte del proceso, garantizarán que el
alumno posee el nivel adecuado en los siguientes conocimientos y destrezas:
CE1. Conocimiento de las propiedades fundamentales de los dispositivos basados en
semiconductor.
CE2. Capacidad para integrar los conocimientos conceptuales explicados en los
distintos temas de teoría para poder resolver de manera correcta y creativa los
problemas que se le planteen.
CE3. Conocimiento los métodos de fabricación de circuitos y las tecnologías de
fabricación de los mismos.
CE4. Capacidad para analizar y describir dispositivos reales basados en
semiconductor para su posterior integración en el diseño de un circuito
electrónico, que den solución a los problemas planteados integrando los
conocimientos adquiridos previamente en su formación sobre componentes
discretos y descripción hardware y haciendo uso de los recursos bibliográficos y
herramientas informáticas a su alcance.
CE5. Capacidad para documentar, expresar y presentar adecuada y razonadamente,
los trabajos teórico/prácticos realizados.
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5.2 PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
El proceso de evaluación propuesto está inspirado en la evaluación continua, si bien,
respetando la normativa de la Universidad de Alcalá, el alumno podrá acogerse a la
evaluación final1. La evaluación del proceso de aprendizaje de todos los alumnos que
no cursen solicitud al respecto o vean denegada la misma se realizará, por defecto, de
acuerdo al modelo de evaluación continua descrito a continuación.
A continuación se detallan los procedimientos de evaluación correspondientes a las
convocatorias ordinaria y extraordinaria.
A. Convocatoria ordinaria:
A. 1.
Evaluación continua:

Realizar las diferentes pruebas o ejercicios de evaluación que se establezcan a lo
largo del curso.

Realizar y superar un trabajo colaborativo que se establecerá a lo largo del curso.

Realizar y superar una prueba de conjunto con varias cuestiones (análisis y/o
síntesis) referidas a aspectos concretos del temario abarcado por las clases de
teoría, ejercicios y simulaciones al finalizar el curso.
A. 2.
Evaluación no continua. Los alumnos que opten por la evaluación final deberán
superar una prueba final con los siguientes contenidos:

Una prueba teórico-práctica, que abarcará de manera amplia los contenidos de todos
los temas de las clases de teoría y ejercicios.

Realizar y superar un trabajo individual que será definido a lo largo del cuatrimestre.
B. Convocatoria extraordinaria:
B.1. Evaluación continua: Para los alumnos que habiendo participado en el proceso de
evaluación continua no la hayan superado satisfactoriamente, la convocatoria
extraordinaria constará de:
1.
Una prueba teórico-práctica, que abarcará de manera amplia los contenidos de
todos los temas de las clases de teoría y ejercicios
2.
Realizar y superar un trabajo individual que será definido como mínimo un mes
antes de la prueba oficial. Aquellos alumnos que habiendo sido evaluados en la
convocatoria ordinaria no la hayan superado, podrán estar exentos de realizar el
trabajo si hubiesen superado satisfactoriamente la evaluación de las competencias
relacionadas con las mismas en la convocatoria ordinaria.
B.2. Evaluación no continua: El procedimiento de calificación para este tipo de
evaluación será idéntico en ambas convocatorias.
1
Los alumnos tendrán un plazo de quince días para solicitar por escrito al Director de la
Escuela Politécnica Superior su intención de acogerse al modelo de evaluación final aduciendo las
razones que estimen convenientes según lo indicado en la normativa reguladora de los procesos de
evaluación de los aprendizajes (aprobada en Consejo de Gobierno de 24 de marzo de 2011
Modificada en sesión ordinaria de Consejo de Gobierno de 5 de mayo de 2016), Artículo 10, párrafo
3.
7
Nota: El objetivo de las pruebas intermedias en la evaluación continua no es fragmentar el examen
final ni la nota en parciales individuales. Las pruebas de evaluación intermedia tienen las siguientes
características:
 Permiten que el alumno conozca a lo largo del proceso de aprendizaje, con pruebas reales y
objetivas, cuáles son los criterios de evaluación y calificación.
 Permiten que el alumno conozca a intervalos regulares los resultados del proceso de aprendizaje
que ha llevado a cabo así como las competencias y las destrezas adquiridas.
 Dotan al profesorado de una medida de la calidad del proceso de implantación y desarrollo de la
asignatura.
 No liberan materia para la prueba final, puesto que el objetivo de esta última prueba es evaluar
la adquisición global de las competencias objetivo de la asignatura.
5.3 INSTRUMENTOS DE CALIFICACIÓN
Esta sección especifica los instrumentos de evaluación que serán aplicados a cada uno de
los criterios de Evaluación.
a) Entregable número 'n' (En), se trata de ejercicios o trabajos teórico-prácticos
propuestos en clase a lo largo de la asignatura.
b) Trabajo grupal (TG), Trabajo colaborativo centrado en la reflexión y relación entre
distintos dispositivos y tecnologías abordados en la asignatura. Se realizarán
seguimiento del mismo y finalizará con la elaboración de un informe técnico, siendo
posible que se solicite la defensa oral del mismo. La evaluación se realizará
mediante rúbricas consensuadas.
c) Trabajo individual (TI), Trabajo teórico-práctico que persigue la reflexión y relación
entre distintos dispositivos abordados en la asignatura. Se realizará seguimiento del
mismo y finalizará con la elaboración de un informe técnico, siendo posible que se
solicite la defensa oral del mismo. La evaluación se realizará mediante rúbricas
consensuadas
d) Prueba de evaluación final (PEF) con varias cuestiones (análisis y/o síntesis)
referidas a aspectos concretos del temario abarcado por las clases de teoría,
ejercicios y simulaciones. La PEF persigue evaluar la capacidad de relación de los
conceptos aprendidos así como revisar los conceptos básicos evaluados en las
distintas pruebas realizadas a lo largo de la asignatura. Por ello, la PEF permite
mejorar la calificación final.
5.4 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Esta sección cuantifica los criterios de evaluación para la superación de la asignatura.
A. Convocatoria ordinaria:
Evaluación continua: la relación entre los criterios, instrumentos y calificación es la
siguiente:
A.1.
8
Competencia
Resultado de
Aprendizaje
Criterio de
Evaluación
Instrumento de
Evaluación
Peso en la
calificación
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3, RA4
CE1, CE3; CE4,
CE5
TG
20%
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3, RA4
CE1, CE2;CE3;
CE4, CE5
En
40%
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3
CE1, CE2; CE3,
CE4, CE5
PEF
40%
Para considerar superada la Evaluación continua, los alumnos deberán cumplir las
siguientes condiciones:

Haber realizado al menos el 70% de las diversas pruebas y ejercicios
encomendados durante el curso.

Superar satisfactoriamente la evaluación de las competencias relacionadas con
el trabajo colaborativo. Se entenderá que un alumno adquiere satisfactoriamente estas
competencias si su calificación en las pruebas relacionadas es superior al 50% de la
calificación máxima posible. Si el alumno hubiese realizado el trabajo en grupo en la
convocatoria ordinaria, y superado satisfactoriamente la evaluación de las
competencias relacionadas con mismas, pero no la asignatura al completo, podrá
conservar la calificación del trabajo para la convocatoria extraordinaria.

Superar satisfactoriamente la prueba de evaluación final. Se entenderá que un
alumno adquiere satisfactoriamente estas competencias si su calificación es igual o
superior al 50 % de la calificación máxima posible.

Obtener una calificación global ponderada igual o superior a 5 sobre 10.
El alumno que siga el modelo de evaluación continua se considerará no presentado en la
convocatoria ordinaria cuando no participe en el trabajo en grupo.
A.2.
Evaluación final. cuyos criterios, instrumentos y calificación son los siguientes:
Competencia
Resultado de
Aprendizaje
Criterio de
Evaluación
Instrumento de
Evaluación
Peso en la
calificación
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3, RA4
CE1, CE3; CE4,
CE5
TI
20%
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3
CE1, CE2; CE3,
CE4, CE5
PEF
80%
9
B. Convocatoria extraordinaria:
B.1. Evaluación continua: Para los alumnos que habiendo participado en el proceso de
evaluación continua no la hayan superado satisfactoriamente, la convocatoria
extraordinaria constará de:
Competencia
Resultado de
Aprendizaje
Criterio de
Evaluación
Instrumento de
Evaluación
Peso en la
calificación
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3, RA4
CE1, CE3; CE4,
CE5
TI / TG*
20%
CTecTel10, CTecTel14,
CGestion1
RA1, RA2,
RA3
CE1, CE2; CE3,
CE4, CE5
PEF
80%
* Si el alumno hubiese realizado el trabajo en grupo en la convocatoria ordinaria, y
superado satisfactoriamente la evaluación de las competencias relacionadas con
mismas podrá conservar la calificación del trabajo para la convocatoria extraordinaria.
B.2. Evaluación final. El criterio de calificación para este tipo de evaluación será
idénticos en ambas convocatorias.
6. BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía Básica
Documentación explícitamente preparada por el profesorado para la asignatura, que será
proporcionada a los alumnos de manera directa a través de la página web de la asignatura.
 S.M. Sze “Semiconductor Devices. Physics and Technology” John Wiley & Son, 1985
 J. Singh. “Dispositivos Semiconductores”. McGraw Hill, 1997
 J.M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic “Circuitos Integrados Digitales” Pearson
Prentice Hall, 2ª Edición, 2004.
 R.F. Pierret, Temas selectos de ingeniería: “Dispositivos de efecto campo” y
“Fundamentos de semiconductores” Addison-Wesley Iberoamericana, 2ª Edición,
1990
 Lluís Prat Viñas & Josep Calderer Cardona. “Dispositivos electrónicos y fotónicos.
Fundamentos”. Ediciones UPC
 Hu Chenming “Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits”. Prentice Hall,
2010. http://www.eecs.berkeley.edu/~hu/
 A. López, P. Ramos, L.M. Bergasa y P. Martín. “Laboratorio de Prácticas de
Dispositivos Electrónicos". Ed. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Alcalá
(2006). (Prácticas de simulación).
Bibliografía Complementaria


J.M. Albella, J.M. Martínez-Duart, F. Agulló-Rueda. "Fundamentos
microelectrónica, nanoelectrónica y fotónica", Prentice-Hall.
M.N. Horenstein. “Microelectrónica: circuitos y dispositivos”. Prentice Hall.
de
10