Author: BLANCA SUSANA SOTO CRUZ

Arreglo de microelectrodos planares con procesos CMOS estándar (Semiconductor Complementario Metal-Oxido)

BLANCA SUSANA SOTO CRUZ CARLOS ZUÑIGA ISLAS (2011)

Se presenta el diseño e integración en el mismo substrato, de un arreglo de microelectrodos planares y el circuito de lectura implementado en un proceso comercial estándar CMOS (Semiconductor Complementario Metal-Oxido), de 0.6 μm. El diseño incluye el blindaje alrededor del arreglo de microelectrodos y el control del filtro pasabanda a través de la compuerta de transmisión CMOS operando en la región de subumbral. Esto se logra variando el voltaje de compuerta en un rango de 400 a 800 mV para un rango de frecuencia de corte bajo de 1 hasta 1 KHz. El funcionamiento del circuito con polarización de ± 1.5 V dio una ganancia de 40 dB, PSRR (razón de rechazo de la potencia aplicada) de 44 dB y CMRR (razón de rechazo de señales comunes) de 87 dB en un área 0.014 mm2 haciéndolo un buen prospecto para la aplicación biológica.

The design and the on-chip integration of planar microelectronic array and the read-out circuit implemented by 0.6 μm CMOS process (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor), is presented. The design includes a shielding ring around the microelectrode array and a control for a tunable low pass filter, which are made with a CMOS transmission gate operating in subthreshold region. This is achieved by varying the gate voltage in a range from 400 to 800 mV for a frequency range of 1 to 1KHz. The performance of the circuit with a voltage supply ± 1.5 V was 40dB gain, 44 dB PSRR (power supply rejection ratio) and 87 dB CMRR (common-mode rejection ratio), in an area of 0.014mm2, showing that the system is a good alternative for biological applications.

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CMOS Microelectrodo Compuerta de transmisión Bipotenciales Filtro pasabanda Microelectrode Transmission gate Biopotentials Passband filter CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA

Resonador sensor de masa: desarrollo y métodos de medición

SALVADOR ALCANTARA INIESTA BLANCA SUSANA SOTO CRUZ Wilfrido Calleja Arriaga GABRIEL ROMERO PAREDES RUBIO MARGARITA GALINDO MENTLE (2010)

The cantilevers are one of the most simple mechanical resonator structure used to detect a mass variations from its resonance frequency. In microelectronic field, is possible to fabricate this kind of detector with the whole electronic circuit on the same substrate, extending the applications even in biological and chemical environment. The performance of these sensors depends of its dimensions, material, excitation electronic stage, and displacement amplitude. In this work, we present the fabrication process to obtain a sensor with dimensions of 100X20X15μm from silicon semiconductor technology and bulk micromachining techniques. Also, we describe the characterization method through a Matlab data acquisition system and IR sensors, in order to obtain the frequency resonance and amplitude of these cantilevers with resolutions of Hz and μm respectively. The results obtained show that the methods proposed are useful to detect mass variations from deposited films or adsorbed materials on these silicon cantilevers in orders to μg.

Un resonador mecánico tipo trampolín es una estructura sencilla con la que se logra la detección de masa a partir de cambios de frecuencia de resonancia. Es posible fabricar este tipo de detector con técnicas de microelectrónica, lo cual lo convierte en un potencial sensor para ser integrado con el circuito de acondicionamiento y ser usado en aplicaciones químicas o biológicas. El desempeño de estos sensores dependerá de sus dimensiones, del tipo de material, de la eficacia de excitación y de la exacta transducción de la amplitud de desplazamiento del resonador. En este trabajo se presenta el proceso para la obtención de trampolines de silicio de 100x20x15μm, fabricados con tecnología planar y técnicas de micromaquinado en espesor. Se describe el método de caracterización de trampolines en frecuencia y amplitud mediante un programa y adquisición de datos en PC y un sensor de IR reflectivo, con resolución del orden de Hz y μm. Ambos métodos pueden ser útiles en las mediciones de los trampolines de silicio para la detección de masa de materiales depositados o adsorbidos en la superficie con resolución de μg.

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Resonator Cantelever Resonance Sensor Mass Microelectronic Bulk micromachining Resonador Trampolín Resonancia Sensor Masa Microelectrónica Micromaquinado en espesor CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA

Alternative post-processing on a CMOS chip to fabricate a planar microelectrode array

FRANCISCO LOPEZ HUERTA AGUSTIN LEOBARDO HERRERA MAY JOHAN JAIR ESTRADA LOPEZ CARLOS ZUÑIGA ISLAS BLANCA AURORA CERVANTES SANCHEZ BLANCA SUSANA SOTO CRUZ (2011)

We present an alternative post-processing on a CMOS chip to release a planar microelectrode array (pMEA) integrated with its signal readout circuit, which can be used for monitoring the neuronal activity of vestibular ganglion neurons in newborn Wistar strain rats. This chip is fabricated through a 0.6 μm CMOS standard process and it has 12 pMEA through a 4 × 3 electrodes matrix. The alternative CMOS post-process includes the development of masks to protect the readout circuit and the power supply pads. A wet etching process eliminates the aluminum located on the surface of the p+-type silicon. This silicon is used as transducer for recording the neuronal activity and as interface between the readout circuit and neurons. The readout circuit is composed of an amplifier and tunable bandpass filter, which is placed on a 0.015 mm2 silicon area. The tunable bandpass filter has a bandwidth of 98 kHz and a common mode rejection ratio (CMRR) of 87 dB. These characteristics of the readout circuit are appropriate for neuronal recording applications.

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CMOS chip Microelectrode array CMOS post-process Vestibular ganglion neurons CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA