abstract: Moore's law has been the most important driving force for the tremendous progress of semiconductor industry. With time the transistors which form the fundamental building block of any integrated circuit have been shrinking in size leading to smaller and faster electronic devices.As the devices scale down thermal effects and the short channel effects become the important deciding factors in determining transistor architecture.SOI (Silicon on Insulator) devices have been excellent alternative to planar MOSFET for ultimate CMOS scaling since they mitigate short channel effects. Hence as a part of thesis we tried to study the benefits of the SOI technology especially for lower technology nodes when the channel thickness reduces down to sub 10nm regime. This work tries to explore the effects of structural confinement due to reduced channel thickness on the electrostatic behavior of DG SOI MOSFET. DG SOI MOSFET form the Qfinfet which is an alternative to existing Finfet structure. Qfinfet was proposed and patented by the Finscale Inc for sub 10nm technology nodes. As part of MS Thesis we developed electrostatic simulator for DG SOI devices by implementing the self consistent full band Schrodinger Poisson solver. We used the Empirical Pseudopotential method in conjunction with supercell approach to solve the Schrodinger Equation. EPM was chosen because it has few empirical parameters which give us good accuracy for experimental results. Also EPM is computationally less expensive as compared to the atomistic methods like DFT(Density functional theory) and NEGF (Non-equilibrium Green's function). In our workwe considered two crystallographic orientations of Si,namely [100] and [110]. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Electrical Engineering 2016

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1088314 bytes, checksum: 347739df72c2f1e9c8c3140fd68a9713 (MD5) Previous issue date: 2011-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cet article vise à présenter un aperçu de la façon dont Michel Foucault atteint la notion de souci de soi dans un retour aux Grecs. Le thème a été étudié par Foucault comme un «principematrice positive" sur la morale stricte au cours de la période entre les siècles avant J.-C. et V. Ce précepte serait soumis à de profondes transformations. Ceux-ci, cependant, à un degré moindre par rapport aux principes et plus forte dans le raffinementd'années d'existence, mais par des faux-fuyants. Dans ce travail, s'adressera à la définition conceptuelle, les pratiques del'existence et la trajectoire d'une herméneutique de la sujétion, queles découvertes de Foucault. L'analyse développée ici est basée sur la discussion de Foucault et de ce qu'il considère commemasque sur le précepte de souci de soi. Dans cette perspective, prescriptive faire un effort pour identifier les raisons qui l'ont amené à considérer que troublant dans cette disposition. Dans leur étude sur le souci de soi, Foucault nous amène à réfléchir sur l'histoire de la pensée humaine dans sa formation lente, qui commence avec l'ancienne philosophie classique, une herméneutique du soi, parle d'une histoire des jeux de la vérité et de la subjectivité faux. / Este trabalho tem por objetivo apresentar um olhar sobre o modo como Michael Foucault alcança o conceito de cuidado de si num retorno aos gregos. O tema foi estudado por Foucault como um princípio positivo matricial relativo à moral rigorosa durante o período compreendido entre os séculos V a.C. e V d.C. Esse preceito viria a sofrer transformações profundas. Estas, no entanto ocorreram, em menor intensidade no campo dos princípios e mais fortemente no refinamento dos exercícios de existência, porém mediante certo obscurecimento. Neste trabalho, serão abordadas, a definição conceitual, as práticas de existência e a trajetória de uma hermenêutica das sujeições, conforme as descobertas de Foucault. A análise aqui desenvolvida fundamenta-se nessa discussão de Foucault e no que ele considera sobre o obscurecimento do preceito do cuidado de si. Nessa perspectiva, busca-se empreender um esforço prescritivo para identificar as razões que o levaram a considerar o que existe de perturbador no referido preceito. Em seu estudo sobre o cuidado de si, Foucault nos leva a refletir sobre a história do pensamento humano em sua lenta formação, que começa com a antiguidade clássica da filosofia, numa hermenêutica de si, discorrendo sobre uma história de jogos de subjetividade do verdadeiro e do falso.

Esta Tese apresenta os resultados da simulação do transporte eletrônico em três dimensões (3D) no nano dispositivo eletrônico conhecido como “SOI-FinFET”. Este dispositivo é um transistor MOS em tecnologia Silício sobre Isolante – “Silicon-on- Insulator”, SOI – com porta dupla e cujo canal e zonas de fonte e dreno são realizadas em uma estrutura nanométrica vertical de silício chamada de “finger” ou “fin”. Como introdução ao dispositivo em questão, é feita uma revisão básica sobre a tecnologia e transistores SOI e sobre MOSFETs de múltiplas portas. A implementação de um modelo tipo “charge-sheet” para o transistor SOI-MOSFET totalmente depletado e uma modelagem deste dispositivo em altas frequências também é apresentada. A geometria do “fin” é escalada para valores menores do que 100 nm, com uma espessura entre 10 e 20 nm. Um dos objetivos deste trabalho é a definição de parâmetros para o SOI-FinFET que o viabilizem para a tecnologia de 22 nm, com um comprimento efetivo de canal menor do que 20 nm. O transistor FinFET e uma estrutura básica simplificada para simulação numérica em 3D são descritos, sendo utilizados dados de tecnologias atuais de fabricação. São apresentados resultados de simulação numérica 3D (curvas ID-VG, ID-VD, etc.) evidenciando as principais características de funcionamento do FinFET. É analisada a influência da espessura e dopagem do “fin” e do comprimento físico do canal em parâmetros importantes como a tensão de limiar e a inclinação de sublimiar. São consideradas e analisadas duas possibilidades de dopagens da área ativa do “fin”: (1) o caso em que esta pode ser considerada não dopada, sendo baixíssima a probabilidade da presença de dopantes ativos, e (2) o caso de um alto número de dopantes ativos (> 10 é provável). Uma comparação entre dois simuladores numéricos 3D de dispositivos é realizada no intuito de explicitar diferenças entre modelos de simulação e características de descrição de estruturas 3D. São apresentadas e analisadas medidas em dispositivos FinFET experimentais. Dois métodos de extração de resistência série parasita são utilizados em FinFETs simulados e caracterizados experimentalmente. Para finalizar, são resumidas as principais conclusões deste trabalho e são propostos os trabalhos futuros e novas diretivas na pesquisa dos transistores FinFETs. / This thesis presents the results of 3D-numerical simulation of electron transport in double-gate SOI-FinFETs in the decanometer size range. A basic review on the SOI technology and multiple gates MOSFETs is presented. The implementation of a chargesheet model for the fully-depleted SOI-MOSFET and a high frequency modeling of this device are first presented for a planar device topology. The second part of this work deals with FinFETs, a non-planar topology. The geometry of the silicon nano-wire (or “fin”) in this thesis is scaled down well below 100 nm, with fin thickness in the range of 10 to 20 nm. This work addresses the parameters for a viable 22 nm CMOS node, with electrical effective channel lengths below 20 nm. The basic 3D structure of the FinFET transistor is described in detail, then it is simulated with various device structural parameters, and results of 3D-numerical simulation (ID-VG curves, ID-VD, etc.), showing the main features of operation of this device, are presented. The impacts of varying silicon fin thicknesses, physical channel lengths, and silicon fin doping concentration on both the average threshold voltage and the subthreshold slope are investigated. With respect to the doping concentration, the discrete and highly statistical nature of impurity presence in the active area of the nanometer-range fin is considered in two limiting cases: (1) the zero-doping or undoped case, for highly improbable presence of active dopants, and (2) the many-dopants case, or high number (> 10 are probable) of active dopants in the device channel. A comparison between two 3D-numerical device simulators is performed in order to clarify differences between simulation models and features of the description of 3D structures. A structure for SOIFinFETs is optimized, for the undoped fin, showing its applicability for devices with electrical effective channel lengths below 20 nm. SOI-FinFET measurements were performed on experimental devices, analyzed and compared to device simulation results. This thesis uses parasitic resistance extraction methods that are tested in FinFET simulations and measurements. Finally, the main conclusions of this work are summarized and the future work and new directions in the FinFETs research are proposed.

abstract: The goal of this research work is to develop a particle-based device simulator for modeling strained silicon devices. Two separate modules had to be developed for that purpose: A generic bulk Monte Carlo simulation code which in the long-time limit solves the Boltzmann transport equation for electrons; and an extension to this code that solves for the bulk properties of strained silicon. One scattering table is needed for conventional silicon, whereas, because of the strain breaking the symmetry of the system, three scattering tables are needed for modeling strained silicon material. Simulation results for the average drift velocity and the average electron energy are in close agreement with published data. A Monte Carlo device simulation tool has also been employed to integrate the effects of self-heating into device simulation for Silicon on Insulator devices. The effects of different types of materials for buried oxide layers have been studied. Sapphire, Aluminum Nitride (AlN), Silicon dioxide (SiO2) and Diamond have been used as target materials of interest in the analysis and the effects of varying insulator layer thickness have also been investigated. It was observed that although AlN exhibits the best isothermal behavior, diamond is the best choice when thermal effects are accounted for. / Dissertation/Thesis / M.S. Electrical Engineering 2013

Esta Tese apresenta os resultados da simulação do transporte eletrônico em três dimensões (3D) no nano dispositivo eletrônico conhecido como “SOI-FinFET”. Este dispositivo é um transistor MOS em tecnologia Silício sobre Isolante – “Silicon-on- Insulator”, SOI – com porta dupla e cujo canal e zonas de fonte e dreno são realizadas em uma estrutura nanométrica vertical de silício chamada de “finger” ou “fin”. Como introdução ao dispositivo em questão, é feita uma revisão básica sobre a tecnologia e transistores SOI e sobre MOSFETs de múltiplas portas. A implementação de um modelo tipo “charge-sheet” para o transistor SOI-MOSFET totalmente depletado e uma modelagem deste dispositivo em altas frequências também é apresentada. A geometria do “fin” é escalada para valores menores do que 100 nm, com uma espessura entre 10 e 20 nm. Um dos objetivos deste trabalho é a definição de parâmetros para o SOI-FinFET que o viabilizem para a tecnologia de 22 nm, com um comprimento efetivo de canal menor do que 20 nm. O transistor FinFET e uma estrutura básica simplificada para simulação numérica em 3D são descritos, sendo utilizados dados de tecnologias atuais de fabricação. São apresentados resultados de simulação numérica 3D (curvas ID-VG, ID-VD, etc.) evidenciando as principais características de funcionamento do FinFET. É analisada a influência da espessura e dopagem do “fin” e do comprimento físico do canal em parâmetros importantes como a tensão de limiar e a inclinação de sublimiar. São consideradas e analisadas duas possibilidades de dopagens da área ativa do “fin”: (1) o caso em que esta pode ser considerada não dopada, sendo baixíssima a probabilidade da presença de dopantes ativos, e (2) o caso de um alto número de dopantes ativos (> 10 é provável). Uma comparação entre dois simuladores numéricos 3D de dispositivos é realizada no intuito de explicitar diferenças entre modelos de simulação e características de descrição de estruturas 3D. São apresentadas e analisadas medidas em dispositivos FinFET experimentais. Dois métodos de extração de resistência série parasita são utilizados em FinFETs simulados e caracterizados experimentalmente. Para finalizar, são resumidas as principais conclusões deste trabalho e são propostos os trabalhos futuros e novas diretivas na pesquisa dos transistores FinFETs. / This thesis presents the results of 3D-numerical simulation of electron transport in double-gate SOI-FinFETs in the decanometer size range. A basic review on the SOI technology and multiple gates MOSFETs is presented. The implementation of a chargesheet model for the fully-depleted SOI-MOSFET and a high frequency modeling of this device are first presented for a planar device topology. The second part of this work deals with FinFETs, a non-planar topology. The geometry of the silicon nano-wire (or “fin”) in this thesis is scaled down well below 100 nm, with fin thickness in the range of 10 to 20 nm. This work addresses the parameters for a viable 22 nm CMOS node, with electrical effective channel lengths below 20 nm. The basic 3D structure of the FinFET transistor is described in detail, then it is simulated with various device structural parameters, and results of 3D-numerical simulation (ID-VG curves, ID-VD, etc.), showing the main features of operation of this device, are presented. The impacts of varying silicon fin thicknesses, physical channel lengths, and silicon fin doping concentration on both the average threshold voltage and the subthreshold slope are investigated. With respect to the doping concentration, the discrete and highly statistical nature of impurity presence in the active area of the nanometer-range fin is considered in two limiting cases: (1) the zero-doping or undoped case, for highly improbable presence of active dopants, and (2) the many-dopants case, or high number (> 10 are probable) of active dopants in the device channel. A comparison between two 3D-numerical device simulators is performed in order to clarify differences between simulation models and features of the description of 3D structures. A structure for SOIFinFETs is optimized, for the undoped fin, showing its applicability for devices with electrical effective channel lengths below 20 nm. SOI-FinFET measurements were performed on experimental devices, analyzed and compared to device simulation results. This thesis uses parasitic resistance extraction methods that are tested in FinFET simulations and measurements. Finally, the main conclusions of this work are summarized and the future work and new directions in the FinFETs research are proposed.

Introduzido na década de 1970, o glifosato figura entre os herbicidas mais consumidos em todo mundo. Devido a características como baixa toxicidade aguda a organismos não-alvo e alta eficiência na eliminação de plantas daninhas, o herbicida se tornou um sucesso de vendas, com um substancial incremento em sua utilização após o desenvolvimento de culturas geneticamente modificadas para tolerar o ingrediente ativo. O elevado consumo do glifosato vem se tornando uma preocupação para diferentes agências ambientais e de saúde. Consequentemente, métodos eficientes para a determinação e quantificação do herbicida se fazem necessários. Na presente dissertação, aprimorou-se um método que utiliza um sistema de análise de injeção sequencial por cromatografia líquida (SIC) com detecção por fluorescência para a determinação de glifosato e seu principal produto de degradação, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), em amostras ambientais. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) para o glifosato foram 0,10 e 0,33 ԁmol L-1, respectivamente. Já para o AMPA, LD foi de 0,07 µmol L-1 e LQ de 0,22 µmol L-1. O método foi empregado na determinação das espécies em amostras de água fortificadas e gerou valores de recuperação entre 97,2 a 151,5% para o AMPA e 74,6 a 140,5% para o glifosato. Quando empregado em um estudo de adsorção-dessorção, o método foi capaz de produzir valores dos parâmetros de Freundlich e Langmuir comparáveis aos encontrados na literatura. Com qmax = 2,1 ± 0,1 µmol g-1 e KF = 0,53 ± 0,07 µmol1-1/n L1/n g-1, o Latossolo B se mostrou como o solo com maior capacidade de adsorver o glifosato. Em termos de dessorção, o percentual dessorvido ficou abaixo de 55% da quantidade inicialmente adsorvida para as concentrações trabalhadas. / Introduced in the 1970, glyphosate figures among the most used herbicides in the world. Due to characteristics such as low acute toxicity to non-target organisms and high efficiency regarding the elimination of weeds, the herbicide has experienced a huge success in terms of safes. Since genetically modified crops that tolerate the active ingredient have been developed, these safes have continued to increase. Glyphosate\'s high consumption has become a concern to different environmental and health agencies. As a result, efficient methods for the determination of glyphosate and its main metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), are necessary. This dissertation describes improvements in a sequential injection chromatography method for the determination of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in environmental samples. The limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) for glyphosate is 0.10 e 0.33 µmol L-1, respectively. LOD of 0.07 µmol L-1 and LOQ of 0,22 µmol L-1 is registered for AMPA. The method was employed for the determination of both species in spiked water samples and recovery values between 97.2 a 151.5% was obtained for AMPA and between 74.6 a 140.5% for glyphosate. When used in an adsorption-desorption study, the method was capable of generating values for the Freundlich and Langmuir parameters that are similar to those found in the scientific literature. With a qm\" of 2.1 ± 0.1 µmol g-1 and KF = 0.53 ± 0.07 µmol1-1/n L1/n g-1, Latossolo B was the soil sample with the largest glyphosate adsorption capacity. Regarding desorption, the percentages desorbed were beiow 55% of the initial mass of glyphosate adsorbed for the concentrations used.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o transitório da corrente de dreno e métodos de extração de tempo de vida de geração em transistores SOI MOSFETs parcialmente depletados de porta simples, porta dupla e FinFETs de porta tripla. Este estudo foi baseado tanto em simulações numéricas bidimensionais como em dados experimentais extraídos a partir de transistores fabricados no IMEC (Interuniversity Microelectronics Center), que fica na Universidade Católica de Leuven (KUL) na Bélgica. Inicialmente foi analisada a influência da espessura do óxido de porta e da temperatura na extração do tempo de vida de geração dos portadores utilizando o transitório da corrente de dreno. Nesta análise, além do tempo de vida de portadores, outros parâmetros elétricos também foram estudados, como a tensão de limiar, o potencial de superfície na primeira interface e a energia de ativação para criação de um par elétron-lacuna. Com o estudo da influência dos parâmetros de processo no método de determinação do tempo de vida de geração foi possível propor um modelo simples para estimar o tempo de geração dos portadores em função da temperatura. Este modelo foi aplicado experimentalmente e comparado com resultados obtidos através de simulações apresentando um erro máximo de 5%. Fez-se uma análise detalhada do impacto da presença da região de implantação de HALO na extração do tempo de vida de geração baseando-se no transitório da corrente de dreno. Os resultados obtidos através deste estudo possibilitaram a proposta de um novo modelo. O modelo proposto considera tanto o impacto da lateralidade não uniforme da dopagem do canal no efeito de corpo flutuante, devido à presença das regiões de implantação de HALO, como também as cargas controladas pelas junções de fonte e dreno, o que até então não havia sido alvo de estudo na literatura. Com as novas considerações tornou-se possível à análise do transitório da corrente de dreno com a redução do comprimento de canal. A sensibilidade do novo modelo foi ensaiada com a variação de ± 20% nas concentrações da região de canal e de implantação de HALO resultando em um erro máximo de 9,2%. A maior eficiência do acoplamento da porta nos dispositivos de porta dupla, comparando com os de porta única, foi observada através do estudo do comportamento do potencial de corpo destas estruturas. Esta análise resultou na inserção de um parâmetro dependente da espessura do filme de silício, possibilitando a extrapolação do modelo proposto neste trabalho também para os dispositivos de porta dupla. Os resultados obtidos apresentaram um ajuste bastante satisfatório com a variação do comprimento de canal, temperatura e com a variação das concentrações de dopantes da região de canal e da região de implantação de HALO. Por fim, é apresentado um estudo sobre o transitório da corrente de dreno em dispositivos FinFETs de porta tripla, com e sem a região de implantação de HALO, considerando a variação da largura de canal. Através da análise da tensão de limiar, transcondutância e do transitório da corrente de dreno foi possível observar que os dispositivos sem a presença da região de implantação de HALO são mais susceptíveis a influência dos efeitos de corpo flutuante. / This work presents a study of drain current switch-off transients and extraction methods of the generation lifetime in partially depleted SOI nMOSFET transistors of single gate, double gate and triple gate FinFETs. This study is accomplished through two-dimensional numerical simulations and compared with experimental data of devices fabricated in the IMEC (Interuniversity Microelectronics Center), which is in the Catholic University of Leuven (KUL) in Belgium. Initially, it was analyzed the gate oxide thickness and temperature influences on the carrier generation lifetime extraction using the drain current transient. Beyond the generation lifetime, other electric parameters were also analyzed, such as the threshold voltage, the surface potential and the activation energy. Based on process parameter influence study in the determination method of the generation lifetime, it was possible to propose a simple model in order to estimate the carrier generation lifetime as a function of the temperature. This model was experimentally applied and compared to simulated results and it presented a maximum error of 5%. A detailed analysis of the effect of HALO implanted region in the generation lifetime extraction was based on the drain current transient. The results obtained through this study made possible the proposal of a new model. The proposed model considers not only the laterally non-uniform channel profile due to the presence of a HALO implanted region but also the amount of charge controlled by drain and source junctions, a never-before-seen topic in the literature. The new model sensitivity was tested with a ± 20% variation of the doping concentration of the channel and implanted HALO region resulting in a maximum error of 9.2%. Taking the obtained results into consideration, it was possible to analyze the drain current as a function of the channel length reduction. The great efficiency presented by the gate in double gate devices, compared to the single gate ones, was observed through the study of the body potential behavior in this structure. This analysis resulted in the inclusion of a silicon film thickness dependent parameter that made possible the adaptation of the proposed model in this work also for double gate devices. The obtained results presented a good agreement with the channel length variation, temperature and with the doping concentration variation in the channel and HALO implanted region. Finally, it was presented a study about the drain current transient in triple gate FinFET devices, with and without the HALO implanted region, taking the geometric parameter variation into consideration. Through the analysis of the threshold voltage, the transconductance and the drain current transient of the devices, it was possible to observe that the devices without HALO are remarkably more susceptible to the floating body effects influence.

Depuis les années 1980, la problématique identitaire a fait couler beaucoup d’encre dans le cadre des études des minorités culturelles, dont celles des communautés francophones du Canada. Si la richesse et l’apport de ces études ne font aucun doute, une tendance s’est profilée au cours des ans consistant à aborder la question des identités minoritaires à travers le thème de l’espace. Cette étude va, dans une certaine mesure, à contre-courant de ces travaux en faisant du temps son objet d’intérêt principal. Plus précisément, elle se donne pour objectif d’explorer, dans une perspective herméneutique, de quelle manière le soi minoritaire inscrit et interprète son être dans le monde du point de vue de la temporalité. Ayant comme ancrage théorique central l’anthropologie philosophique de Paul Ricœur, cette étude se divise en trois parties connexes. Pour commencer, il est question de cerner les fondements de la conception narrative que tout être humain possède de son existence dans le temps en ce sens que tout un chacun construit son identité par les histoires qu’il raconte et fait raconter à son propre endroit. Ensuite, il s’agira d’interroger si les sujets minoritaires sont en mesure de s’appréhender sur le même mode narratif que celui auquel ont recours les sujets majoritaires. De cette interrogation, il ressortira une particularité structurelle dans la manière dont les sujets minoritaires et majoritaires se réalisent (les premiers ont toujours un pouvoir d’agir alors que celui des seconds est inhibé à des degrés différents) et, par conséquent, une différence dans la manière dont ils se rapportent au temps. À la fin, la tâche sera de montrer comment le rapport particulier que les sujets minoritaires entretiennent au temps engendre, tel que nous l’enseigne l’unique vecteur culturel qu’est la littérature – et dans ce cas-ci la littérature franco-ontarienne – des narrations de soi qui leur sont propres.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de l'étude suivante est de déterminer l'influence de la mémoire autobiographique et de ses deux principaux composants : la mémoire épisodique et la mémoire sémantique dans l'émergence de la notion de soi. Je vais me concentrer sur la composante fonctionnelle de la mémoire autobiographique davantage que sur ses aspects anatomiques et neuronaux. Je vais ensuite décrire l'implémentation d'une mémoire autobiographique synthétique chez un robot humanoïde : l'iCub. Puis, je vais montrer comment cette mémoire synthétique peut participer avec l'aide de procédés de raisonnement, `a l'émergence d'un “soi”. Concernant cet aspect du soi, nous avons décidé de concentrer notre travail sur la définition d'Ulric Neisser de 1995 de quatre composants du soi : le “Soi Ecologique”, le “Soi Interpersonnel”, le “Soi Conceptuel” et le “Soi Etendu dans le Temps” / The objective of the following study is to define the influence of an Autobiographical Memory and its two main components : the Episodic Memory and the Semantic Memory in the emergence of the notion of “self”. I will focus on the functional part of the autobiographical memory rather that on its technical and neuronal aspect. Then I will describe the implementation of an synthetic autobiographical memory in an Humanoid Robot : the iCub. I will show how this synthetic autobiographical memory can participate with the help of several reasoning modules, in the emergence of the self. Concerning the aspect of self, we decided to work about Ulric Neisser’s four components of the self described in 1995 : the Ecological Self, the Interpersonal Self, the Conceptual Self and the Temporally Extended Self