Orientador: Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:06:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bettini_Jefferson_M.pdf: 2628507 bytes, checksum: 74c8119be7842fd41194505b853e5030 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um estudo do crescimento epitaxial de InXGal-XP sobre GaAs que tem por objetivo a obtenção do ln0,49Ga0,51P. Em nosso trabalho, medimos a composição do InXGal-XP e a taxa de crescimento em função do fluxo de TMIn + H2 e a energia da banda proibida em função da composição. Este conjunto de medidas mostra um comportamento anômalo do material em tomo do casamento com o GaAs. Atribuímos este comportamento ao efeito do ordenamento da liga. Dentro da faixas estudadas, verificamos que a taxa de incorporação do Ga aumenta e que a taxa de incorporação do In diminui com o aumento da temperatura de crescimento e que a composição do InXGal-XP em função do fluxo de PH3 é praticamente constante. Realizamos também crescimentos epitaxiais de InXGaMl-XP sobre GaAs com dopagens intencionais de Silício (tipo N) e de Berílio (tipo P) em duas temperaturas de crescimento . Para as dopagens com o Sílicio, verificamos que a concentração de portadores é proporcional à pressão de vapor deste elemento e que não há uma diferença significativa na taxa de incorporação do Sílicio para as duas temperaturas de crescimento . Para as dopagens com o Berílio, verificamos que a concentração de portadores é proporcional à pressão de vapor deste elemento para valores menores que aproximadamente 3,0xl018 cm-3. Vimos que para menor temperatura de crescimento ocorre um aumento da concentração de portadores e a cristalinidade da camada de InxGal-xP:Be melhora. A análise destes resultados indica a formação de complexos de Berílio. Por fim, iniciamos um estudo das interfaces InGaP-GaAs. A análise preliminar dos resultados experimentais mostra que o aumento do fluxo de PH3 melhora a qualidade das interfaces / Abstract: We present here a study on the epitaxial growth of lnXGal-XP layers on GaAs aiming at the composition InO.49GaO.51P which is lattice matched to GaAs. In this work we evaluated the growth rate and composition of InXGal-xP as a function of TMIn+H2 f1ow, as well as the variation of band-gap energy with layer composition. This set of results pointed out an anomalous behavior of this temary material for compositions close to the lattice-matched oneswhich is attributed to an ordering effect in the alloy. For the temperature range studied here we observed increasing Ga and decreasing In incorporation rates with growth temperature. Also, the InXGal-xP composition does not depend on PH3 flow. We have cauied out intentiona1 doping of the InxGal-xP/GaAs layers for two different growth temperatures. The dopant sources used were Si (n type) and Be (p type). For the Si-doped material, the cauier concentration is proportional to the Si vapor pressure and there is no significant difference in the Si incorporation rate for the two growth temperatures. For the Be-doped material, the cauier concentration is proportional to the Be vapor pressure on1y for values lower than ~ 3xl018 cm-3. For lower growth temperatures we observe an increase in Be electrical activation as well as an improvement in the crystal quality ofthe InXGal-XP layer. These results indicate the formation of Be clusters at the higher temperatures used here. We have also studied the quality of the InGaP-GaAs interfaces. A preliminary analysis has shown an improvement of these interfaces as a result of increasing PH3 flows / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bettini_Jefferson_D.pdf: 10684984 bytes, checksum: acc6d05aa92c2c01b4b2db3b8e69f1a6 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Apresentamos, neste trabalho, um estudo da dopagem residual e intencional, do ordenamento e das interfaces no crescimento epitaxial de InGaP/GaAs com os parâmetro de rede casados. O objetivo do trabalho é propiciar a obtenção de dispositivos com este material. Para a dopagem residual verificamos que o Carbono é o principal dopante. Sua incorporação ocorre, ao mesmo tempo, tanto como doador quanto como aceitador. A proporção entre a parte doadora e aceitadora depende da temperatura de crescimento. Para as dopagens com o Silício, verificamos, em baixas temperaturas de crescimento e concentrações de Si menores que aproximadamente 4,0x10 18 cm -3, que a concentração de portadores é proporcional à pressão de vapor deste elemento na célula de efusão do Si. Vimos que para maiores temperaturas de crescimento ocorre um aumento da concentração de portadores e a cristalinidade do material melhora. Para as dopagens com o Berílio, verificamos, em altas temperaturas de crescimento e concentrações de Be menores que aproximadamente 3,0x10 18 cm -3 , que a concentração de portadores é proporcional à pressão de vapor deste elemento na célula de efusão do Be. Observamos que para menores temperaturas de crescimento ocorre um aumento da concentração de portadores e a cristalinidade do material melhora. Tanto no caso do Si como no do Be, a análise dos resultados indica a formação de complexos Si-C e Be-P, respectivamente. Dentro da faixa de temperatura estudada (500oC - 580oC), verificamos que o ordenamento no InGaP aumenta linearmente com o aumento da temperatura de crescimento e que a razão V/III influencia levemente o ordenamento. Para altas temperaturas de crescimento observamos uma relação entre as estruturas superficiais e as regiões ordenadas. Realizamos também crescimentos de poços quânticos de InGaP/GaAs/InGaP, para o estudo de suas interfaces. Identificamos a formação de uma camada de InGaAsP na interface InGaP-GaAs. Através do estudo dos parâmetros de crescimento conseguimos minimizar a formação desta camada e aumentar a qualidade das interfaces. Por fim, mostramos a aplicação do nosso estudo em dispositivos / Abstract: In this work we present a study on residual and intentional dopant elements, on ordering and on interfaces of InGaP lattice matched with GaAs. The goal of this study is to obtain semiconductor devices using this material. We have found that Carbon is the main residual dopant. It is incorporated as donor and as acceptor, the ratio between these two incorporation modes depends on the growth temperature. For intentional silicon doping, it was found that, at low growth temperatures and Si concentration lower than 4,0 x10 18 cm -3 , silicon incorporation as donor is proportional to the Si vapour pressure in the Si effusion cell temperature. For higher growth temperatures, Si-donor concentration increases and there is an improvement on crystal quality. For intentional Beryllium doping, it was found that, at high growth temperatures and Be concentration lower than 3,0 x10 18 cm -3 , beryllium as acceptor incorporation is proportional to the Be vapour pressure in the Be effusion cell. For lower growth temperatures, Be-acceptor concentration increases and there is an improvement on crystal quality. In Si as well as in Be dopage, the data analysis indicates the complex formation of Si-C and Be-P, respectively . In the usual growth temperature range (500oC - 560oC) we have also verified that the ordering increases as the temperature increases and it is almost insensitive to the III/V ratio. For higher growth temperatures, we have found a relationship between surface structures and ordered regions. In growing InGaP/GaAs/InGaP quantum wells, we have found an InGaAsP layer formation at the interface InGaP/GaAs. We were able to minimize this layer and improve the interface quality. Finally, we could show the application of our study in some semiconductor devices / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Jacobus W. Swart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T13:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maricato_EfesoFranciscodeMelo_M.pdf: 5710050 bytes, checksum: 922d33a93b7944d93f66aff4dde18594 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho projetamos, fabricamos e caracterizamos sensores magnéticos de efeito Hall. Realizamos um estudo sobre os princípios físicos envolvidos e figuras de mérito dos sensores (Tensão Hall, Sensibilidade, Tensão offset, Linearidade, Ruído e Coeficiente de temperatura) e, então, projetamos sensores Hall de várias geometrias, obtendo dispositivos com diferentes sensibilidades. Fabricamos estes dispositivos em camadas ativas de diferentes espessuras e dopagens com o objetivo de estudar o efeito destas variáveis na sensibilidades e linearidade dos dispositivos. O processo de fabricação desenvolvido é compatível com o processo de fabricação de transistores MESFET. Após o projeto dos sensores e processo de fabricação, fabricamos 5 níveis de máscaras através de um equipamento de feixe de elétrons. As camadas ativas foram obtidas por duas diferentes técnicas: implantação de íons e crescimento epitaxial. As regiões ativas implantadas foram dopadas com íons de 'SI POT. + SOB. 29¿ e a camada epitaxial dopada com silício, de modo que a concentração de portadores na camada ficasse na ordem de 1,0 x ¿10 POT. 17¿ 'CM POT. 3¿ e a espessura entre 0,2 - 0,5 'MU¿m. Após o encapsulamento dos dispositivos, caracterizamos os sensores com polarização de 1 - 7 mA e indução magnética entre O - 1,2 T (tesla). Os sensores fabricados apresentaram alta sensibilidade (88 - 820 V/A.T), tensão offset esperada e alta linearidade. Propomos alguns estudos sobre melhorias do processo de fabricação e sobre circuitos de condicionamento de sinais. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this work we designed, fabricated and characterized Hall-effect magnetic sensors. We studied the involved physical principies and figures of merit of sensors (Hali voltage, Sensitivity, Offset voltage, Linearity, Noise and Temperature coefficient) and, then, we designed Hall sensors of different shapes, obtaining devices with different sensitivities. We fabricated these devices in active layers of different thicknesses and doping levels with the objective to study the effect of these variables on the sensitivity and linearity of the devices. The developed process is compatible with the fabrication process of MESFET transistors. After the design of the sensorsand the process,we fabricateda set of 5 levels of masks through an electron-beam equipment. The active layers have been obtained by two different techniques: ion implantation and epitaxial growth. The implanted active regions have been doped with ions of 'SI POT. + SOB. 29¿ and the doped epitaxial layer with silicon, so that the concentration of carriers in the layer was of the order of 1,0 x ¿10 POT. 17¿¿CM POT. 3¿ and the thickness between 0.2 - 0.5 'MU¿m.After the packaging of the devices, we characterized the sensors with current bias of 1 - 7 mA and magnetic induction between O - 1.2 T (tesla).The fabricated Hall sensors presented high sensitivity (88 - 820 V/A.T), low offset voltage and high linearity. Based on the results, some additional studies on improvements on the fabrication process and the signal conditioning circuits are suggested. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_IvoCarvalho_M.pdf: 8589573 bytes, checksum: d1a620ee10da8369eff94daff292286c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A ênfase desta tese é em transmissão de dados e sistemas de telecomunicação e prioriza circuitos de baixa potência, ainda que de alta velocidade. As opções tecnológicas existentes para aplicações digitais na faixa de 100 MHz até 1 GHz são as famílias ECL em silício, DCFL em arseneto de gálio (GaAs), bem como ASICs CMOS realizados em processos avançados de Si, e somente as duas últimas podem proporcionar baixos consumos de potência. Em GaAs, DCFL é a principal opção de família digital de baixa potência. Multiplexadores, são blocos importantes em circuitos de telecomunicações. Nos Mux feitos em tecnologias rápidas tais como ECL ou DCFL, poucas formas de multiplexação costumam estar disponíveis. Neste trabalho, descreve-se o projeto fullcustam de um CI Mux, realizado na família DCFL de GaAs. Este circuito Mux está na topologia "tree-type architecture". Foi escolhida essa arquitetura pois ela assegura uma operação estável e usa um divisor dinâmico que opera numa faixa de frequência maior. A principal vantagem da arquitetura em árvore é seu potencial para operação em alta velocidade, especialmente onde FFD de retemporização não é usado(usado em arquitetura que usam registradores de deslocamento). Nesta arquitetura não se usa linhas de atraso ,que são dificeis de estimar e projetar com exatidão, e ainda consomem muita área. A aplicação mais comum para este circuito é em equipamentos de comunicações de dados(ECD). Todos os circuitos foram simulados em HSPICE operando em taxas de até lGHz, com uma capacitância de carga de 5pF na saída, e com uma fonte alimentação de 2V. O protótipo do CI Mux será implementado na tecnologia de MESFETs HGaAs-III, com comprimento de porta de 0,6 /-lm, pela foundry Norte-Americana Vitesse, por intennédio do Projeto Multi-Usuário brasileiro (PMU/FAPESP) em cooperação com o CMP francês. A área total do chip é de 26,69 mm2 (6,96mm x 3,83mm), incluindo o gig de testes. Quando os protótipos estiveram prontos, os resultados de testes em bancada serão comparados com simulações, literatura e finalmente publicados. Esta tese de doutorado pretende ser um guia para futuros projetistas de CIs, apresentando um roteiro bastante didático das etapas de um trabalho de projeto. O CI escolhido para esse fim foi um Mux muito complexo, em VLSI(mais de 800 transistores), por causa de um controle de temporização muito rigoroso dos sinais internos desse CI / Abstract: The emphasis of this thesis is on the data transmission operation and communication systems, and has placed a priority on low-power and high-speed circuits. The existing viable technologies for digital applications in the range from 100 MHz up to 1 GHz are Si ECL and GaAs DCFL families, as well as high-speed CMOS ASICs implemented in advanced Si processes. Only the last two options offer low power consumption. In GaAs technology, DCFL is the main choice for a low-power digital family. Multiplexers, are important component blocks in telecommunication circuits. In Mux inade in fast technologies such as ECL or DCFL, just a few different division ratios are usually available. In this work, a MUX IC was designed in the GaAs DCFL family. This work describes the full-custom design procedures for this IC, starting from its logic design, until the completion of the finallayout version. The Mux circuit topology is the tree-type architecture which has been chosen because it assures reliable operation and uses a dynamic divider with a wide operating range. The main advantage of the tree type architecture is the potential for high speed, especially when the output retiming DFF is exc1uded (used in shiftregister architecture), while the need for delay lines is inconvenient, i.e. it is difficult to estimate and design accurate lines (using gates as well as transmission lines). Furthermore, in case transmission lines are used for delays, considerable area is required, and if gate delays are used, power wilI be also dissipated. The usual applications of this circuit are in equipment of data transmission used in network computers, like ECD, Equipment of Communication Data. AlI the circuit operating configurations were simulated in the HSPICE software, and the results show MUX operation with rates up to I GHz, with 5pF totalload capacitances in its outputs with a 2V power supply voltage. The Mux IC prototype will be manufactured in the HGaAs-III MESFET technology, featuring 0.6 J.1m gate lengths, by the North-American foundry Vitesse Semiconductor, specialized in GaAs ASICs manufacturing, via Brazilian multi-user-projects (PMU/FAPESP) cooperation with the French CMP. The total chip area is 26,69mm2 (6,96mm x 3,83mm). This chip area inc1udes a test circuito. When the IC prototypes arrive, it will be tested and the results wilI be compared to the simulations, literature and fmally published. This PhD thesis aims to be a guideline for future GaAs IC designers, presenting a very didactic outline ofthe steps of a design effort. To maintain this purpose, the chosen IC was a LSI (more than 800 transistors) with a large complexity level, because the precise control timing ofthe internal signal for stable operation of this IC / Mestrado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Newton Cesario Frateschi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_MariaPriscilaPessanhade_D.pdf: 4544193 bytes, checksum: 7f45868f8d928ec82ba723ca54cfba90 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Apresentamos neste trabalho, um estudo do crescimento de camadas de In0.49Ga0.51P sobre substratos pré-gravados através da técnica de Epitaxia por Feixes Químicos (CBE). Foi realizada uma análise do crescimento dos planos (100) e (111)A em função da temperatura de crescimento e da dimensão das estruturas pré-gravadas. Apresentamos também uma investigação da formação de novos planos cristalinos à temperatura de crescimento de 500 0 C. Neste estudo foi observado que a formação de novos planos cristalinos está relacionada com uma variação de composição ao longo da estrutura pré-gravada. Além disso, mostramos um estudo de dopagem seletiva com Berílio em substratos pré-gravados. Para finalizar, apresentamos o estudo do crescimento de poços quânticos de InGaAs/GaAs em substratos pré-gravados e a modelagem preliminar de um dispositivo para a modulação óptica com controle também óptico. Este dispositivo é de grande relevância para a recuperação de sinais ópticos digitais e pode ser viabilizado com o crescimento em substratos pré-gravados. Essencialmente, ele consiste na integração de um laser de três terminais e um guia de ondas amplificador. Nossas simulações mostram a possibilidade de chaveamento óptico por controle de entrada óptico a 970 nm e potência entre ¿10 dBm e 10dBm, para uma saída coerente à 980nm com potência de até 30 dBm, resultando num ganho de até 40 dB / Abstract: We present a study of the growth of InGaP layers on pre-patterned substrates by Chemical beam Epitaxy. An analysis of the growth behavior for neighboring (100) e (111)A planes as a function of the growth temperature and (111)A plane size is presented. We also observe the onset of new crystalline planes for the growth under 500 0 C. In this case, it is observed that the formation of new crystalline planes is associated to a composition variation along the pre-patterned substrate. Furthermore, we develop a study of beryllium doping on structured substrate where evidence of selective doping is found. Finally, we present a study of the growth of InGaAs/GaAs quantum wells on structured substrates and evaluate theoretically the possibility of employing this technique for the development of an optically controlled three-terminal laser modulator. This device of great relevance for signal recovery is made viable with the use of the growth on structured substrate. Essentially, it consists of the integration of a wave-guide amplifier and a three-terminal laser. Our simulations show the possibility of optically switching an up to 30 dBm coherent emission at 980 nm with ¿10 dBm to 10 dBm input power at 970nm. A gain of up to 40 dB is predicted. / Doutorado / Física / Doutora em Ciências

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Corso_Valentino_M.pdf: 9982682 bytes, checksum: 46a6bdaebce2490e1385531a30c5c563 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho descreve o projeto e a implementação de um amplificador monolítico de transimpedância, para ser utilizado no estágio de pré-amplificação de receptores ópticos, operando em 51,84Mb/s. Protótipos do circuito projetado foram fabricados pela TriQuint Semiconductor, utilizando a tecnologia de Arseneto de Gálio (GaAs) com transistores MESFET de depleção de 0,5/mm. O amplificador desenvolvido tem características de baixo ruído, ganho de tensão de aproximadamente 30dB e baixo consumo de potência. Inclui um circuito automático de ganho (CAG) que tem poucos componentes, não requer qualquer ajuste externo, proporcionando uma variação de 86dB de tensão na entrada com a taxa de erro (BER) em 10-9 e uma sensibilidade máxima de -43dBm ópticos. Estas características permitem a utilização do amplificador em enlaces com distâncias que podem variar de O a 80km. O projeto foi feito levando-se em conta as variações do processo tecnológico fornecido pela foundry, adequando-se assim a topologia e as análises em função de um maior percentual de sucesso possível, quanto à polarização, banda passante, ruído, ganho de transimpedância e estabilidade. Resultados experimentais de protótipos fabricados foram analisados e comparados aos correspondentes desempenhos de receptores comerciais. Os modelos usados nas diversas etapas de simulações foram validados com estes resultados experimentais, estabelecendo assim um patamar confiável para o desenvolvimento de versões futuras do circuito. As especificações de projeto foram satisfeitas. O texto se compõe de 4 capítulos: No primeiro capítulo são apresentadas as especificações estabelecidas pelo ITU-T (CCITT) e é descrito também o desenvolvimento do anteprojeto. Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: : Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria José Santos Pompeu Brasil / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-08-17T05:37:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezBalanta_MiguelAngel_M.pdf: 3522641 bytes, checksum: 4f38baba120bb574a54a03d7c1ebc335 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta dissertação investigamos os efeitos dos íons de Mn na dinâmica do spin de elétron em poços quânticos de InGaAs/GaAs. Os poços têm um gás de buracos gerado por dopagens em suas barreiras, sendo uma dopagem tipo delta de Mn numa das barreiras e uma dopagem tipo delta de C, na outra. A densidade de buracos foi determinada mediante medidas de transporte e são consistentes com as densidades obtidas das energias de Stokeshift. Utilizamos diversas técnicas ópticas, como a fotoluminescência no modo contínuo (PL-CW) e resolvida no tempo (PL-RT), a fotoluminescência de excitação (PLE-CW), e o efeito Hanle óptico, sempre usando luz circularmente polarizada para excitação e analisando a polarização circular da luz emitida. Comparamos os tempos de vida ( ? ) e de relaxação do spin ( ? s) dos elétrons obtidos através destas técnicas e discutimos as diferenças intrínsecas destes métodos e o significado físico dos parâmetros fornecidos por eles. Analisamos também o efeito da presença dos íons de Mn, que são íons magnéticos, sobre os tempos vida e de spin dos elétrons em uma série de amostras com diferentes quantidades de Mn incluindo a amostra de referencia sem Mn. Os resultados encontrados revelam um limite para a concentração de Mn, para a qual ambos, ? e ? s, apresentam uma queda abruta. Surpreendentemente, esta queda não afeita o grau de polarização CW, pois a razão ?/? s que determina este parâmetro permanece basicamente constante para todas as amostras / Abstract: We have studied the effect of Mn ions on the spin-relaxation of electrons in a InGaAs/GaAs quantum well (QW). The QW has a two-dimensional hole-gas generated by doping the barriers, whereas one of the barriers has a Mn-planar layer and the other one, a C planarlayer. The hole densities were determined by Shubnikov-de-Haas oscillations and are consistent with the Stokes-shift energies obtained by optical measurements. We have performed continuouswave photoluminescence measurements (CW-PL), excitation photoluminescence (CW-PLE), timeresolved (TR-PL), and Hanle effect with circularly polarized excitation and detection. We compare the lifetime ( ? ) and the spin relaxation time ( ? s) obtained using those techniques and we discuss the differences between the various techniques and the physical meaning of those parameters. We also analyze the effect of Mn ions on ? s and ? for the series of samples with different Mn concentrations, including a reference sample with no Mn doping. The results revealed a threshold of Mn concentration at which both, and ? s, show a strong and abrupt fall. Surprisingly, this fall does not affect the CW effective polarization degree, since the ratio s that determines this parameter remains basically constant for all samples / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Jose Alexandre Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T02:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zoccal_LeonardoBreseghello_D.pdf: 6734188 bytes, checksum: 05f6c64d923bafb5e071d89514d0fa43 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta um método simples de passivação de superfícies semicondutoras III-V de substratos de arseneto de gálio (GaAs) e de heteroestruturas de fosfeto de gálio-índio sobre arseneto de gálio (InGaP/GaAs), que são utilizados em transist res de efeito de campo, MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) e MISFET Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistor), e transistores bipolares de heterojunção (HBT), respectivamente. O processo de passivação visa à máxima redução da densidade de estados de superfícies semicondutoras para níveis menores que 1012 cm-2. A alta densidade de estados na superfície do GaAs provoca corrente de fuga nas regiões ativas dos transistores MESFET e HBT, reduzindo o desempenho destes dispositivos. Além disso, impossibilita a formação de dispositivos MISFET sobre os substratos de GaAs, devido à alta densidade de estados na região da interface isolante-semicondutor. Para o estudo da passivação de superfícies, filmes de nitreto de silício (SiNX) são depositados diretam nte por plasma ECR-CVD (Electron Cyclotron Resonance - Chemical Vapor Deposition) sobre substratos de GaAs e heteroestruturas do tipo InGaP/GaAs. Os plasmas ECR foram analisados por espectroscopia de emissão óptica (OES), e identificou-se baixa formação de espécies H e NH na fase gasosa para pressão de processo de 2,5 mTorr. Os filmes de SiNX foram caracterizados estruturalmente por espectroscopia de absorção do infravermelho (FTIR) e por elipsometria, que indicaram, respectivamente, a formação de ligações Si-N e valores de índice de refração es de nitreto de silício. Capacitores MIS e transisto T foram fabricados para avaliar os efeitos da passivação sobre os dispositivos. Os excelentes resultados obtidos, tais como transist o e em torno de 2,0 nos filmres MISFET e HB ores HBT passivados apresentando maiores ganhos de corrente do que os não-passivados, e os transistores MISFET apresentando maiores valores de transcondutância do que os MESFET (que foram usados como dispositivos de controle), indicam que o nosso processo de passivação é muito eficiente, sendo completamente compatível com a tecnologia de fabricação de circuitos integrados monolíticos de microondas (MMIC) / Abstract: This work presents a simple passivation method for III-V semiconductor surfaces of gallium arsenide (GaAs) substrates and indium-gallium phosphide on gallium arsenide (InGaP/GaAs) heterostructures, which are us in field effect transistors MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) and MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistor) and heterojunction bip lar transistors (HBT), respectively. The passivation process aims the maximum reduction of semiconductor surface state density at levels lower than 1012 states/cm2. The high surface state density on GaAs surface produces current leakage in active regions of MESFET and HBT transistors, reducing the device performance. Furthermore, the MISFET device formation on GaAs substrate is not allowed, passivation study, silicon nitride films (SiNX) are deposited by ECR-CVD (Electron Cyclotron Resonance - Chemical Deposition Vapor) plasma directly over GaAs substrate and InGaP/GaAs heterostructures. The ECR plasmas were analyzed by optical emission spectroscopy, (OES), and low formation of H and NH molecules in the gas phase was detected at process pressure of 2.5 mTorr. The SiNX film structural characterization was obtained by infra-red absorption spectrometry (FTIR) and ellipsometry, which, respectively, indicate the Si-N bo tive index values of about 2.0 at the silicon nitride films. MIS cap BT transistors were fabricated to verify the passivation process effect on devices. The excellent results obtained, such as higher and formation and refracacitors, MISFET and H current gain of passivated device compared to unpassivated HBTs and higher transconductances of MISFET devices compared to MESFET (which were used as control devices), indicate that our simple passivation process is very efficient, being fully compatible with monolithic microwave integrated circuits (MMIC) / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T07:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goes_MarcosAugustode_M.pdf: 31444750 bytes, checksum: e7c5cce48b9c9ec73f1804fee26b6062 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta dissertação de mestrado descreve o estudo, projeto e implementação de um receptor optoeletrônico integrado (OEIC) utilizando a tecnologia de transistores bipolares de heterojunção (HBT), fabricados a partir do material semicondutor arseneto de gálio. A grande vantagem deste transistor é o seu alto ganho e baixa resistência de base, o qual possibilita operações na faixa de gigahertz. A integração do estágio de fotodetecção, feita por um fotodiodo do tipo PIN, com o circuito de amplificação em um mesmo circuito integrado é possível, pois o fotodetector é construído com as camadas de base, coletor e subcoletor do transistor HBT. Com isso, as resistências, capacitâncias e indutâncias parasitas presentes na conexão entre estes dois estágios são minimizadas. Isto permite aos receptores monolíticos trabalharem em freqüências mais altas em relação aos receptores híbridos. O circuito fabricado opera com fontes de luz no comprimento de onda de 850 nm e pode ser utilizado em redes locais de curta distância (LAN) / Abstract: This master degree dissertation describes the study, project and implementation of an optoelectronic integrated circuit (OEIC) using the heterojunction bipolar transistors (HBT) technology over a gallium arsenide substrate. The major advantage of this transistor is its high gain and low base resistance, allowing operation at frequencies in the range of gigahertz. The integration of the photodetection stage, performed by a PIN photodetector, with the amplifier circuit in a single chip is possible because the photodetector is built from the base, collector and subcollector layers of the HBT transistor. Thus, the parasitic resistances, capacitances and inductances between the connection of these two stages are minimized. In this way, monolithic receivers can operate at higher frequencies than hybrid receivers. The fabricated circuit is intended to work with 850 nm light sources and can be used in local area networks (LAN) / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-24T23:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Redolfi_AugustoCesar_D.pdf: 13702909 bytes, checksum: 400d3780f93de7155a7690566d26c6e0 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Foi estabelecido um processo para a fabricação em laboratório de Transistores Bipolares de Heterojunção (HBTs), em AIGaAs/GaAs. O trabalho consistiu basicamente do estudo das etapas elementares de fabricação. Foi projetado um conjunto de máscaras incluindo dispositivos em diferentes tamanhos e estruturas de teste. Com este conjunto de máscaras, as etapas de processamento de HBTs foram estudadas e transistores HBT foram fabricados. Foi analisado um método para se determinar com precisão o ponto de parada de etch úmido, consistindo da medida da currente reversa em um diodo Schottky formado entre a superfície semicondutora e uma ponta de tungstênio. Com este método foi possível expor com precisão a camada de base. A abertura de vias de contato em paredes em ângulo controlado foi obtida transferindose o ângulo de inclinação de uma parede de fotorresiste para a parede da via em polyimide. Estruturas de metal para contatos ôhmicos baseadas em AuGe, para contatos n+ e Ti/Pt/ Au, para camadas p+, ambas obtidas por evaporação por feixe de elétrons, seguida de um ciclo térmico para liga ou sinterização, foram analisadas para o uso em dispositivos de pequena geometria ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A process was established for the fabrication in laboratory of Heterojunction Bipolar Transistors (HBTs) with the AIGaAs/GaAs system. The work consisted basically of the study of elementary processing steps. A mask set was designed including devices in different sizes and test structures. With this mask set, the processing steps for HBT fabrication were studied and HBT transistors were obtained. A method to stop wet etching precisely on the base layer was analysed. This method consists of measuring the reverse currente in a diode formed between the surface of the layer being etched and a tungsten probe and allowed precise base layer exposure. The opening of contact vias with precise wall angle control was achieved by tranfering the pattern of a photoresist tilted wall to a polyimide via. Contact metallization strucures based on AuGe for n+ layers and Ti/Pt/ Au for p+ layers, produced by e-beam evaporation followed by an alloy or sinthering cycle was analysed for usage in small geometry devices and contact resistivity as low as 1x ?10 POT. ?6? ?ômega? ?cm POT.2? were achieved for both cases. An empirical model was developed, implemented and tested to simulate the behavior of fabricated devices. This model includes the self-heating effect and is suitable for use with CAD tools. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica