Orientador: Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:30:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_JulioNoboru_M.pdf: 1907861 bytes, checksum: 9da572e0cf8e9f1e542ef7f2f309d976 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um estudo de crescimento homoepitaxial de GaAs que tem por objetivo calibrar o sistema CBE montado na Unicamp, auxiliando no crescimento de ligas ternárias e quaternárias. A escolha do crescimento de GaAs está baseada na sua grande importância em micro e optoeletrônica, assim como no fato de existir uma ampla referência bibliográfica sobre esta liga binária. Em nosso trabalho, mostramos que o modelo de Robertson e Donnelly pode ser usado para explicar o comportamento das taxas de crescimento obtidas. Mostramos, também, que a troca de marca do craqueador bem como a mudança da temperatura de craqueamento, influenciaram as características morfológicas, elétricas e de raio-X das amostras crescidas. Por fim, verificamos que as dopagens com silício e berílio, para as concentrações estudadas, são proporcionais a taxa de evaporação dos respectivos dopantes / Abstract: In this work we present a study on the growth of homoepitaxy of GaAs. Its goal is to calibrate the Chemical Beam Epitaxy system installed at this University, to help in the growth of ternary and quaternary alloys. The choice for GaAs growth was based on its importance for micro and optoelectronics, as well as on the existence of considerable amount of literature on this binary material. In our work we show that the model proposed by Robertson and Donnelly can be used to explain the behavior of the growth rate with respect to growth parameters. We also show that the use of two different cracker cells affected the morphological, electrical and crystallographic characteristics of the material. These characteristics were investigated as a function of the cracker cell temperature. Finally, we verified that Si and Be doping, for the doping levels considered in this study, are proportional to the evaporation rate of the sources used. / Mestrado / Física / Mestre em Física

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: Paulo Motisuke / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T03:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brasil_MariaJoseSantosPompeu_D.pdf: 4863601 bytes, checksum: c8365764a8c822e3eac4ac72431e2b88 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho apresentamos uma análise detalhada dos transientes de fotocorrente em amostras de GaAs semi-isolante, discutindo a sua aplicação e utilidade como um método de caracterização de impurezas e defeitos, com níveis de energia profundos na banda proibida, de semicondutores altamente esistivos. As medidas do transiente de fotocorrente foram realizadas com um sistema digital inteiramente projetado e construído no próprio laboratório. Apresentamos os detalhes deste projeto, incluindo o "hardware" e "software" envolvidos. O sistema realiza medidas do transiente em tempo real, com alta resolução e fidelidade. Resumimos as noções básicas de emissão e captura de portadores de carga pelos centros num semicondutor, necessárias para analisar os transientes de fotocorrente. Apresentamos um sistema de equações que descrevem estes processos de emissão e captura com as soluções correntes de primeira aproximação encontradas na literatura. Avançamos nesta análise, propondo soluções analíticas com menos aproximações que descrevem melhor o fenômeno experimental. Apresentamos também simulações do transiente de corrente através das soluções numéricas das equações diferenciais com condições de contorno muito próximas das experimentais. Tanto as soluções analíticas quanto as numéricas apresentam comportamentos semelhantes na descrição dos transientes observados. A alta resolução dos transientes medidos permitiu uma análise original e detalhada da forma do decaimento de fotocorrente, comparando-os com as previsões dos modelos teóricos. Em conseqüência, foi possível fazer também uma análise critica do método convencional de tratamento de transientes de fotocorrente, baseado no denominado espectro PITS ("Photo Induced Transient Spectroscopy"). Finalmente, sugerimos um método alternativo de análise direta dos transientes, o que possibilitou a determinação de valores muito mais confiáveis dos parâmetros para os níveis de energia profundos em semicondutores resistivos. Apresentamos espectros PITS de GaAs semi-isolante em diferentes configurações de polarização, iluminação e condições de superfície. Caracterizamos as armadilhas observadas nestas amostras, incluindo as energias de ativação e seções de choque de captura de portadores. Observamos também que, sob condições especiais, ocorre um fenômeno pouco compreendido: o aparecimento de picos negativos no espectro PITS. Apresentamos uma interpretação original para este fenômeno, que está contida nas soluções analíticas e numéricas, apresentadas neste trabalho, para o sistema de equações diferenciais que descrevem o transiente / Abstract: We present a detailed analysis or photocurrent transients in semi-insulating GaAs and we discuss its usefulness as a method for characterization or deep level impurities and defects in high resistivity semiconductors. The photocurrent transient measurements were performed in a "home made" automatic digital system. We present the project details including the hardware and software. This system has the capacity to measure transients in real time with high resolution and fidelity. We summarize the fundamentals of charge carrier emission and capture from deep centers in semiconductors, necessary to analyze the photocurrent transients. We present the differential equations that describes the emission and capture processes with solutions in the first approximation found in the literature. We propose new analytic solutions. in high dark current approximation, that better describe the experimental phenomena. We also present photocurrent transient simulations using numerical solutions of the differential equations with initial conditions very similar to the experimental ones. Both the analytic and numeric solutions presented here, describe equally well the observed photocurrent decay. The high resolution or the measured transients allowed na original and detailed analysis or the photocurrent decay shape. We made a critical analysis or the conventional method or photocurrent transients treatment. based on the so called Photo Induced Transient Spectroscopy (PITS) spectra. In conclusion, we suggest an alternative method for PITS data reduction based on direct analysis of the photocurrent transients, that resulted in more reliable values of activation energy and capture cross section for semi-insulating materials. We present PITS spectra of semi-insulating GaAs in different configurations of polarization, illumination and surface conditions. We characterize the observed traps in the samples, including the activation energies and carrier capture cross sections. We also observed negative peaks in PITS spectra. We present an original interpretation of this phenomenon, based in our analytical and numerical solutions of the differential equation set / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:03:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_LeandroHostalacioFreirede_M.pdf: 4439692 bytes, checksum: 77db6e2ac2646585704557fd59c0df81 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Experimentos de espectroscopia de femtosegundos na liga AlxGa1-xAs tem recebido crescente atenção nos últimos anos por causa da sua implicação na compreensão da dinâmica de portadores fora do equilíbrio e por causa da sua importância tecnológica no desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos. Em particular, os processos dinâmicos mais rápidos freqüentemente não podem ser medidos de outra forma. Como importantes eventos de espalhamento na liga AlxGa1-xAs ocorrem na escala de dezenas a centenas de femtosegundos, experimentos usando lasers de femtosegundos são bem apropriados para o estado de tais processos. Neste trabalho estudamos experimentalmente os processos de relaxação ultra-rápidos aos quais estão sujeitos portadores na banda de condução da liga AlxGa1-xAs. Para esta composição da liga o "gap" é indireto. Experiências recentes indicam a ocorrência de fenômenos ultra-rápidos interessantes para esta região de composição. As experiências são realizadas utilizando-se a técnica de "excitação e prova" utilizando-se pulsos de 50 fs derivados de um laser "colliding pulse mode-Iockeâ dye laser" funcionando na configuração "cavity-dumping". Os portadores fotoexcitados pelo pulso de excitação são sujeitos à vários processos de espalhamento de seus estados iniciais, a transmissão de um feixe de prova é a "sonda" usada para se medir a desocupação destes estados iniciais. O principal processo observado é o espalhamento dos portadores fotoexcitados no vale central T para os vales laterais, principalmente os vales X na fronteira da zona de Brillouin. Através de uma análise baseada na estrutura de bandas da liga AlxGa1-xAs e na regra de ouro de Fermi determinamos o potencial de deformação DT-X (4.5 x 108), para este material. Este potencial de deformação é basicamente igual ao acoplamento existente entre o vale central e os vales laterais X induzido pelas vibrações dos fonons LO da rede. Este potencial de deformação é um número não conhecido na literatura. Mesmo para o GaAs estimativas para este parâmetro se espalham entre valores que vão de 1 x 108 eV/cm até 1 x 109 eV/cm. A não-linearidade medida indica algumas prováveis novas aplicações para a liga do ponto de vista de fenômenos ultra-rápidos: chave elétro-ótica rápida, absorvedor saturável para lasers e bistabilidade ótica / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

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

Orientadores: Alaide Pelegrini Mammana, Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-15T08:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ClovisEduardoMazzotti_M.pdf: 9422102 bytes, checksum: 354b01ec5ec627eb460beddfa4acc6b8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Furio Damiani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Badan_TomasAntonioCosta_M.pdf: 3468204 bytes, checksum: b296ac27d36293d4db46ded926463198 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho é uma contribuição ao desenvolvimento de transistores MESFETs em arseneto de gálio para uso em Circuito Integrados (CIs) de alta velocidade. Inicialmente são descritos processos de fabricação em arseneto de gálio: a obtenção de substratos monocristalinos, a implantação iônica, o recozimento para ativar os dopantes, a realização de contatos. É desenvolvido o modelo matemático que rege sua física do estado sólido, usado pelo programa PRISM. Os resultados obtidos com o programa de simulação de processos SUPREM-IV.GS foram fornecidos ao programa PRISM, que efetua uma análise do comportamento elétrico do MESFETs fabricados; esse procedimento foi realizado de forma iterativa, até serem obtidos parâmetros apropriados para a fabricação de transistores de enriquecimento e de depleção para CIs digitais / Abstract: This work is a contribution to the development of GaAs MESFETs transistors to use in high speed integrated circuits (CIs). Initially are described the GaAs manufacture processes: monocrystal substrate fabrication, ion implantation, thermal annealing to activate the implanted impurities, contact fabrications. It is developed the mathematical mo deI of the solid state physics used by the PRISM programo The results were first obtained with the SUPREM-IV.GS program that simulate the process and then passed to PRISM program that analyses the electrical behavior of MESFET devices; that procedure was done in an iterative way until the achievement of suitable parameters to the manufacture of both depletions and enhancement transistors to use in digital CIs / 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