Orientador: Vitor Baranauskas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T04:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Li_BinBin_D.pdf: 6306226 bytes, checksum: 8e2a78c4bcce8d590858383cc9cb16c5 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Foram realizados estudos de dopagem do diamante, e estudos da interface entre o diamante e o silício poroso. Os filmes foram crescidos pelo método de deposição química a partir da fase vapor assistido por :fi1amento quente. A fonte precursora de carbono foi álcool etílico e acetona, diluídos em hidrogênio. O boro foi introduzido através da diluição de B2O3 e o nitrogênio através do nitrogênio molecular. Apresentamos os resultados do recozimento na dopagem com boro e calcula-se as energias de ativação em altas concentrações de dopantes. Apresentamos os resultados da dopagem com nitrogênio, correlacionando as energias de ativação com as suas propriedades de fotoluminescência. Estudamos também as propriedades estruturais e de fotoluminescência das junções de diamante e de silício poroso. Verificou-se que estas junções são realizáveis, inclusive na forma de junções sanduíches / Abstract: Studies of diamond doping and of the diamond-porous silicon interface were made. The diamond films were grown by hot :fi1ament chemical vapor deposition (HFCVD). The carbon source was a mixture of ethyl alcohol and acetone, diluted in hydrogen. Boron was introduced as B2O3 diluted in acetone. Nitrogen was introduced in gaseous (molecular) form. We present results of annealing following doping with boron. Activation energies were measured for high doped films. We present results of nitrogen doping, correlating the materials activation energy with its photoluminescence properties. We also studied the structural and photoluminescence properties of the diamond-porous silicon interfaces. The production of such junctions, even in the form of sandwiches, was demonstrated. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mussi_RenatoGalvaodaSilveira_M.pdf: 12090669 bytes, checksum: 0acda898e939dc7ae284bc0c78a4ffd6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Estuda-se o processo de compofundição analisando-se parâmetros como tamanho e quantidade de reforço, assim como presença de refinador e Mg na matriz metálica na qualidade dos compósitos obtidos. Procura-se com isso, a padronização dos efeitos desses parâmetros na qualidade do produto, otimizando, assim, o controle de tal processo. Para isso, utilizou-se o método de compofundição com agitação mecânica. Produziram-se compósitos de matriz AA356 (Al-7%Si) pura, com refinador e com Mg reforçada com partículas de carboneto de silício com granulometrias de 5 e 30 mm; e em quantidade de 5, 15 e 30 % em volume. As microestruturas indicam a presença de uma fase primária de alumínio globular cercada pela fase secundária de silício com o reforço distribuído homogeneamente nesta última. As partículas maiores incorporaram-se em maior quantidade à matriz e produziram uma estrutura mais refinada, assim como no caso da porcentagem de 15% em volume. Conclui-se que particulados mais finos sofrem maior efeito de macrossegregação pela frente de solidificação, além de sofrerem maior aglomeração. Proporções de 15% de reforço adicionados à matriz provocam um maior engrossamento da microestrutura e boa homogeneidade do reforço na matriz / Abstract: The work looks into the process of composites production with AA356 alloy (AI-7%Si) matrix reinforced with SiC particulate, by introduction of reinforcement particles in a matrix at rheocasted semi-solid state, in a compocasting process by mechanical stirring of liquid metal during solidification. The process parameters analysed are: dimension of SiC powder (median dimension of 6 and 30 mm), quantity of added reinforcement (5, 15 and 30 % in volume), addition of grain refiner and 1% Mg into matrix alloy; and the influence they bring to the quality of produced composites. So, microstructures are analysed in relation to average size of globular primary phase and to dispersion of reinforcement particles through the matrix. All of the produced microstructures show an Al-a primary phase with globular morphology, typical in rheocasted products, with euthetic phase and SiC particles locateded at interglobular region. The results show a tendency to agglomeration of thinner particles during. introduction process, making them difficult to incorporate and to disperse through the matrix; great quantities of SiC are not incorporated into rheocasted slurries with refined globules; addition of Mg improves, even if it is not so noticeable, the possibility of reinforcement incorporation; addition of grain refiner decreases incorporation of bigger particles. Best results are obtained to the condition where 15 % vol. of 30 mm SiC were added to a matrix with presence of grain refiner. Evaluation of mechanical properties under traction conditions shows the decreasing of properties due to agglomerations of reinforcement particles / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T00:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LuizClaudioMarangonide_M.pdf: 3172224 bytes, checksum: 918b3c7430ac9242671c9d8a5a087976 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientadores : Vitor Baranauskas, Alfredo Carlos Peterlevitz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tosin_MarceloCarvalho_D.pdf: 2129034 bytes, checksum: 39ff2fe9e6e37b45b74c5731f165aca3 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Tese (livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_Itamar_LD.pdf: 5619781 bytes, checksum: dbcea60835faeeaf20eedc4d802c4525 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Um dos maiores obstáculos à utilização das cerâmicas estruturais se refere à dificuldade de avaliação da tenacidade à fratura das mesmas, a partir de métodos simples, precisos, reproduzíveis e economicamente viáveis. Isso se deve, em parte, à grande dificuldade de obtenção de pré-trincas em corpos de prova com configuração geométrica definida para avaliação da tenacidade à fratura nesses materiais. Este trabalho tem por objetivos caracterizar e analisar a resistência mecânica (módulo de ruptura), através de ensaios de flexão em quatro pontos, e a tenacidade ã natura (KfC), através de três diferentes métodos (o primeiro e o segundo a partir de ensaios de flexão em quatro pontos com corpos de prova com configuração geométrica definida - um com entalhe em V e outro cora entalhe reto, sem pré-trincas - e o terceiro através do método da impressão Víekers) de dois nitretos de silício monolíticos, um prensado a quente e de baixa resistência mecânica e outro sinterizado e de alta resistência mecânica, e de juntas de nitreto de silício brasadas com a liga Ag-27,5%Cu-2%Ti. apenas para o método utilizando corpos de prova com entalhe em V para o caso das juntas. Os principais objetivos deste trabalho são a confirmação da validade de se caracterizar a tenacidade à fratura, para esses dois nitretos de silício monolíticos, através dos métodos: da impressão Vickers; de flexão com o corpo de prova apoiado em quatro pontos (com entalhe em V e sem pré-trinca); e da fractografia. Verificou-se que os resultados do módulo de ruptura e da tenacidade á fratura dos nitretos de silício monolíticos se ajustam bem ao modelo bi-paramétrico de Weibull. Os resultados encontrados em termos do módulo de ruptura característico e módulo de Weibull foram respectivamente. 123,62 MPa e 3,45 para o nitreto de silício prensado a quente, sendo esses valores sensivelmente menores quando comparados com o sinterizado, 463,59 MPa e 12,69. O módulo de Weibull associado à tenacidade à fratura tende a diminuir com o aumento da severidade do entalhe, ou seja, o entalhe era V levou a valores menores, 5,16 e 9.16, do que o reto, 6,10 e 18,90, respectivamente para os nitretos de silício prensado a quente e sinterizado. A tenacidade a fratura característica é sensivelmente menor uo caso dos corpos de prova com entalhes em V. 1.59 MPa4m e 3,10 MPayjm, quando se compara com o entalhe reto, 3,33 MPa-Jm e 6.47 MPa-Jm, respectivamente para os nitretos de silício prensado a quente e sinterizado. O método da impressão Vickers, para a estimativa de K!C de cerâmicas estruturais, leva a valores superestimados, com relação ao método que utiliza corpos de prova coro entalhe em V, valores esses que dependem da equação utilizada no cálculo de KKJ e mostram uma certa inconsistência, principalmente era relação ao módulo de Weibull. Com relação às juntas brasadas nitreto de silício/Ag-Cu-Ti, os resultados do módulo de ruptura e da tenacidade à fratura não se ajustam muito bem ao modelo bi-paramétrico de Weibull, sendo que esses valores são inferiores aos das cerâmicas monolíticas. Não foi possível identificar os parâmetros morfológicos necessários è estimativa da tenacidade à fratura através da fractografia, para os dois nitretos de silício monolíticos / Abstract: (km of the biggest problem in structural ceramics application is the difficulty m fracture toughness evaluation of these materials by using simple, accurate, reproducible, and economical methods, due to the difficulty in pre-cracking fracture toughness specimen. The characterization and analysis of the strength / modulus of rupture (MOR), by using four point bend tests, and fracture toughness (KiC), by using three different methods {single edge notched beam and the chevron notched specimen in four point bend, without pre-cracks, and the Vickers indentation) have been conducted for two monolithic silicon nitride and brazed joints (silicon nitride and Ag-27.5% Cu- 2% Ti), only for the chevron notched for these joints. The main purpose of this work is the confirmation of the validate in characterizing the fracture toughness, for those silicon nitride, by the methods: Vickers' indentation; chevron notched specimen (without pre-crack) m four point bend; and fractography. ft was observed that the modulus of rupture and fracture toughness results fit in a very good way the biparanieter Weibull model, for both monolithic silicon nitride. The results of the characteristic MOR and Weibull modulus are respectively 123.62 MPa and 3.45 for the hot pressed silicon nitride, and are very low when comparing to the sintered: 463.59 MPa and 12.69. The WeibuU modulus associated to the fracture toughness has the tendency towards lower values when increasing the notch severity, because the chevron notch gave lower values, 5.16 and 9.16, when comparing to the single edge notched beam, 6,10 and 18.90, respectively for the hot pressed and sintered silicon nitride. The characteristic fracture toughness is sensible lower for the chevron notched specimen, 1.59 MPcNm and 3,10 MPa-Jm, when comparing to the single edge notched specimen, 7.33 MPa sin and 6.47 MPaJm, respectively for the hot pressed and sintered silicon nitride. The fracture toughness Vickers indentation technique gave inconsistent and overestimated values in relation to chevron notched specimen method. The modulus of rapture and fracture toughness results for the brazed joints do not fit the biparanieter Weibull model, and these results are lower when comparing to the monolithic silicon nitride, it was not possible to find any morphological parameter in characterizing the fracture toughness by using the fractography for both monolithic silicon nitride / Tese (livre-docencia) - Univer / Livre-Docente em Engenharia Mecanica

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart, Stanislav Alexandrovich Moshkalev / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T00:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fischer_Clovis_D.pdf: 6613004 bytes, checksum: c95d36c98d2eeeeaecac2f97ad2f86f9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho explora a implementação, caracterização e aplicações do processo tipo BOSCH para corrosão de silício em larga escala (bulk silicon etching ou bulk silicon micromachining) utilizando plasma de alta densidade produzido por acoplamento indutivo (ICP). Este processo de corrosão é caracterizado por proporcionar alta anisotropia e é realizado alternando-se etapas de corrosão, empregando-se mistura gasosa de SF6 e Ar, e de passivação, empregando-se mistura gasosa de C4F8 e Ar. São empregadas máscaras metálicas de Ni-P crescidas sobre substrato de silício por processo autocatalítico, as quais apresentam alta seletividade, possibilitando a aplicação em processos de longa duração proporcionando assim corrosões profundas. As dificuldades de implementação deste processo são discutidas sendo apresentada uma sequência de passos para implementá-lo, envolvendo estudos dos processos de corrosão com plasma de SF6 + Ar e de deposição de polímero tipo fluorocarbono com plasma de C4F8 + Ar. Uma vez obtido um processo tipo BOSCH, vários experimentos foram realizados no sentido de se otimizar a anisotropia e as taxas de corrosão, sendo discutidos os efeitos com relação aos perfís de corrosão, resultando em taxas de corrosão médias em torno de 1,5 µm/min e paredes verticais. Como aplicações deste processo de corrosão, foram desenvolvidas (1) membranas para sensores de pressão e (2) fabricação de superfícies nanoestruturadas tipo nanopilares e nanocones. As superfícies tipo nanocones são caracterizadas por serem altamente absorvedoras de luz ("silício negro") com reflectância difusa mínima de 0,91% para l = 783 nm, sendo de grande interesse para conversão fotovoltaica. / Abstract: This work explores the implementation, characterization and applications of BOSCH type process for bulk silicon etching (or bulk silicon micromachining) using inductively coupled high density plasma (ICP). This etching process is characterized by its high anisotropy and is performed by alternating etching steps, employing SF6 + Ar gas mixture, and passivation steps, employing C4F8 + Ar gas mixture. Ni-P metallic masks grown by electroless over silicon substrate were employed, showing high selectivity and thus allowing for long process times for deep etching. The difficulties of process implementation are discussed and a method to implement it is shown, comprising plasma etching with SF6 + Ar and fluorocarbon polimer deposition with C4F8 + Ar plasma. With a BOSCH type process developed, some experiments were performed aiming to optimize the anisotropy and the etch rate, the effect of process parameters on etching profiles was discussed. Medium etching rates of about 1.5 µm/min and vertical walls were achieved. The applications of this process include: (1) fabrication of a pressure sensor membrane and (2) fabrication of nanostructured silicon surfaces like nanopillars and nanocones. The nanocones surfaces are characterized by high light absorption ("black silicon") presenting minimum diffuse relectance of 0.91% at l = 783 nm, being potentially of great interest for photovoltaic convertion. / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Leandro Russovski Tessler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:49:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bosco_GiacomoBizinotoFerreira_M.pdf: 3165188 bytes, checksum: 27e8ce40743de16593a21508898815d8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho estudamos a fotoluminescência (PL) do Eu3+ em filmes finos de subnitretos de silício amorfo hidrogenado (a-SiNx:H) dopados com európio. No total, 85 amostras do material foram preparadas por RF-sputtering reativo variando o conteúdo de nitrogênio e európio. A caracterização composicional foi feita por RBS (Rutherfod Backscattering Spectroscopy). Coeficientes de absorção, índices de refração e espessuras das amostras foram determinados por espectroscopia de transmitância ótica UV-VIS. A PL foi medida a temperatura ambiente e a 10K em função da temperatura de recozimento entre 250 e 1100°C sob atmosfera redutora de nitrogênio ou oxidante de oxigênio. Para as amostras recozidas em atmosfera de N2, não foi observada nenhuma PL proveniente dos íons Eu3+. Há, no entanto indicações da PL característica de íons Eu2+. Após quase um ano de tentativas frustradas de obter PL dos íons Eu3+ foram determinados os parâmetros das amostras que otimizam o processo: concentração de nitrogênio x em torno de 1,17, temperatura de recozimento de 1100oC em atmosfera de oxigênio e concentração de európio y = [Eu]/[Si] = 8,9 at%.. A emissão do Eu3+ em a-SiNx:H foi analisada pela teoria de campo cristalino usando um pacote de programas que otimiza os parâmetros de campo cristalino da camada f. Para isso, analisamos também o espectro do Eu2O3 em pó, usado como referencia. Assim confirmamos que os íons ativos de Eu3+ ocupam sítios de simetria pontual C2. A analise dos dados para a-SiNx:H sugere que nesse material os íons Eu3+ ocupam sítios com a mesma simetria encontrada em Eu2O3 mas muito mais suscetíveis aos efeitos de desordem. Considerando essa simetria e o tratamento térmico necessário, e razoável supor a formação de clusters de oxido de európio de dimensões nanométricas em torno dos íons Eu3+ / Abstract: In this work we studied the photoluminescence (PL) of Eu3+ in europium doped hydrogenated amorphous silicon subnitrides thin films (a-SiNx:H). In total, 85 samples of the material were prepared by reactive RF-sputtering varying the nitrogen and europium contents. Compositional characterization was obtained by RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy). Absorption coefficients, refraction indexes ans sample thicknesses were determined by UV-VIS optical transmittance spectroscopy. The PL was measured at room temperature and at 10K as a function of the sample annealing temperature between 250 and 1100°C under a reductive nitrogen atmosphere or an oxidant oxygen atmosphere. For the N2 annealed samples, we did not observe any PL from Eu3+ íons. There are, however, indications of Eu2+ characteristic emission. After almost a year of frustrated attempts to obtain PL from Eu3+ ions the parameters which optimize the process were determined: nitrogen content x around 1,17, annealing temperature of 1100oC under oxygen atmosphere and europium content y = [Eu]/[Si] = 8,9 at%. The Eu3+ emission in a-SiN1,17:H was analyzed using crystal field theory and a program suite to optimize f-shell crystal field parameters. We also analyzed the PL spectrum of powder Eu2O3 to use as a reference. The data analysis for a-SiNx:H suggests that in this material the Eu3+ active ions occupy sites with the same C2 point symmetry found in Eu2O3 but much distorted due to disorder. Considering this symmetry and the sample treatment necessary to obtain the PL, it is reasonable suppose the formation of europium oxide nanometer scale clusters around the Eu3+ ions / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Newton Cesário Frateschi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T23:25:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueira_DaviddaSilvaLeocadio_D.pdf: 7617559 bytes, checksum: 1ebcb7a1b817a2ecee9e9a3abe0c4837 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo principal desta tese foi buscar materiais que pudessem gerar ganho óptico por emissão estimulada usando como base o silício e, consequentemente, usar estes materiais em dispositivos fotônicos. A base de emissão ativa usada neste trabalho foi o Silício Amorfo dopado com íons de terra rara, Érbio, (a-Si) com emissão de luz característica na região da banda C usada em telecomunicações ópticas ( ~1550 nm ). O trabalho mostra o desenvolvimento e a evolução da emissão em 1550 nm em diversas condições de fabricação de a-Si, passando por sua oxigenação, criação de nanocristais de silício e com o desenvolvimento de estruturas ressonantes. Com estas amostras sugerimos e fabricamos estruturas compatíveis com tecnologia de Silício tais como microdisco suspensos de Silício e cristais fotônicos bidimensionais baseados em membranas suspensas. Os resultados obtidos ao longo desta tese mostram a viabilidade do uso de íons de Er3+ como dopantes em Si para estas aplicações específicas pois conseguimos aumentar a emissão em 1550 nm destes materiais em mais de 135 mil vezes e também propusemos, experimentalmente, estruturas fotônicas passíveis de se ter ganho, ou seja, que demonstram indícios de emissão estimulada, com estes materiais abrindo caminho, para o uso do Érbio em tecnologias de fotônica de silício / Abstract: The main goal of this work was to find materials that could generate stimulated optical gain based on silicon, and, consequently, use these materials in photonic devices. The sample structure used for this work was amorphous silicon doped with earth rare ions, Erbium (a- Si) with characteristic light emission in the C-band region used in telecommunication (~1550nm). The work shows the development and evolution of the 1550nm emission in many a-Si fabrication conditions, from oxygenation, silicon nano-crystals formation, to the development of resonant structures. With these samples, we have fabricated with these material that were compatible with Silicon technology such as Silicon microdisks and active bidimensional photonic crystal resonator membrane. The results suggest the viability of the use of Er3+ ions as dopant in Si for these specific applications since we were able to increase the 1550nm emission of these materials in over 135 thousand times. We also proposed, experimentally, photonic structures that could generate gain, meaning that they have shown signs of stimulated emission opening a path for the use of Erbium in silicon photonic technologies / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: José Alexandre Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:49:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcosViniciusPuydingerdos_M.pdf: 6478260 bytes, checksum: 702c164c26bda0f3d93109290d6f74a1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento do processo de obtenção de nanofios de silício (SiNW) para aplicações em dispositivos MOS tridimensionais utilizando as técnicas de Feixe Íons Focalizados com íons de Gálio (GaFIB) e Litografia por Feixe de Elétrons (EBL). O processo completo de fabricação foi desenvolvido para a obtenção de transistores sem junção baseados em nanofios (junctionless nanowire transistors, JNT), escolhidos devido à facilidade de processamento ¿ comparativamente a outros dispositivos, como FinFETs ¿ e à ausência de efeitos de canal curto e perfuração MOS (punchthrough). Lâminas de tecnologia SOI (Silicon on Insulator) foram utilizadas como substrato. GaFIB/SEM ¿ um sistema de duplo feixe acoplado a um microscópio eletrônico de varredura -, com resolução nominal de feixe iônico de 20 nm, foi utilizado para a definição dos nanofios de silício com dopagem local por íons de Gálio (p+ - SiNW) e deposição de dielétrico de porta de SiO2 e eletrodos de fonte, dreno e porta de Platina. Para deposição dos eletrodos metálicos e do dielétrico de porta foi utilizado feixe de elétrons disponível no SEM de modo a evitar implantação iônica extra e evitar o processo de sputtering dos nanofios de silício. As dimensões do comprimento (LFin) e altura (HFin) do nanofio, comprimento (LPorta) e largura (WPorta) da porta foram, respectivamente, 6 ?m, 15 nm, 1 ?m e 35 nm. O estudo da condução de corrente elétrica no p+-SiNW foi feito por medidas elétricas em dispositivos pseudo-MOS utilizando o dióxido de silício enterrado (BOX) da lâmina SOI como dielétrico de porta para controlar a corrente através do p+-SiNW. Curvas de corrente entre fonte e dreno (IDS) versus tensão entre a porta das costas da lâmina e fonte (VBGS) indicam regime de acumulação para o p+-SiNW. Curvas IDS versus VDS indicam que o dispositivo JNT opera como um resistor controlado pela porta. Por outro lado, a técnica EBL ¿ com resolução nominal do feixe eletrônico 2 nm ¿ foi utilizada para a fabricação de dispositivos JNT do tipo nMOS - com dopagem de Arsênio (n+-SiNW) por implantação iônica -, juntamente com o sistema de deposição a partir de fase química, ECR-CVV (Electron Cyclotron Ressonance) para a definição dos nanofios utilizando o sistema de corrosão por plasma RF e formação de dielétrico de porta. Eletrodos de fonte, dreno e porta de Titânio e Alumínio foram depositados pela técnica de sputtering. As dimensões de largura (W) e comprimento (L), assim como o número de nanofios dos transistores foram variados para permitir uma excursão de até 3 ordens de grandeza da corrente elétrica do dispositivo. As dimensões mínimas obtidas para o comprimento (LFin) e altura (HFin) do nanofio, comprimento (LPorta) e largura (WPorta) da porta foram, respectivamente, 10 ?m, 15 nm, 100 nm e 50 nm O tempo médio para fabricação de um dispositivo JNT utilizando o sistema FIB é de aproxi-madamente 2 dias e seu custo médio é estimado em US$ 4,000.00. Por outro lado, a fabricação do dispositivo utilizando a técnica EBL demanda maior tempo ¿ aproximadamente 10 dias ¿, contudo custando menos de uma ordem de grandeza do valor do FIB (aproximadamente US$ 150.00). Os resultados obtidos revelam que os métodos desenvolvidos nos sistemas FIB e EBL para fa-bricação de nanofios de silício para aplicações em nanoeletrônica são inovadores no Brasil e permitem avanços consistentes em nanofabricação. Esses processos, já calibrados, contribuirão para o desenvolvimento de novos processos, como, por exemplo, transistores do tipo FinFET ou dispositivos baseados em nanofios / Abstract: This work presents the development for obtaining silicon nanowires (SiNW) for applications in 3D MOS devices using Focused Ion Beam with gallium ions (GaFIB) and Electron Beam Lithography (EBL) techniques. The complete fabrication process was developed for obtaining junctionless nanowire-based transistors, chosen due to the simplicity of processing and to the absence of short channel and punchthrough effects. Silicon on Insulator (SOI) wafers were used as substrate. GaFIB/SEM - a dual beam system coupled to a scanning electron microscope -, with nominal resolution for the ionic beam of 20 nm, was used to define silicon nanowires and dope them locally by gallium ions (p+-SiNW), in addition to deposit SiO2 dielectric gate and Pt source, drain and gate electrodes. Metal electrodes and gate dielectric deposition were taken place with the electron beam available in the SEM to avoid extra ion implantation and prevent sputtering process of silicon nanowires. The dimensions obtained for the nanowire length (LFin) and high (HFin), gate length (LGate) and width (WGate) were, respectively, 6 ?m, 15 nm, 1 ?m e 35 nm. The study of the driving electric current through p+-SiNW was achieved by electrical measurements in the pseudo-MOS devices using the buried silicon dioxide (BOX) of the SOI wafer as gate dielectric to control the current through the p+-SiNW. Electrical current between source and drain (IDS) versus gate voltage between the back-gate and source (VBGS) curves indicate accumulation regime for the p+-SiNW. IDS versus VDS curves indicate that the JNT device operates as a gated resistor gate. Still, the EBL technique ¿ with nominal resolution for the electronic beam of 2 nm ¿ was used to fabricate nMOS JNT devices - with arsenic dopant (n+-SiNW) - along with ECR-CVC (Electron Cyclotron Resonance) chemical phase deposition plasma system, for defining the nanowires using RF plasma etching and formation of the gate dielectric. Titanium and aluminum source, drain and gate electrodes were deposited by sputtering. The dimensions of width (W) and length (L), as well as the number of nanowire transistors were varied to allow a range of up to 3 orders of the electrical current magnitude through the device. The minimum dimensions obtained for the nanowire length (LFin) and high (HFin), gate length (LGate) and width (WGate) were, respectively, 10 ?m, 15 nm, 100 nm e 50 nm. The average time for the fabrication of one single JNT device using FIB system is 2 days, with the average cost of US$ 4,000.00. Still, the device fabrication using EBL technique is longer ¿ approximately 10 days ¿, however it costs less than one order of magnitude compared to FIB (approximately US$ 150.00). These results show that the methods developed for FIB and EBL systems for fabrication of silicon nanowires for applications in nanoelectronics are innovative in Brazil and allow consistent advances in nanofabrication. These processes, now calibrated, will contribute to the development of new processes, for example, FinFET transistors based on nanowires / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Ioshiaki Doi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T09:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neli_RobertoRibeiro_M.pdf: 3940208 bytes, checksum: f11ee9eb60bc457e66e08e1d5feb6cfc (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado