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Agradecimentos: The authors thank the Center of Semiconductors Components and Nanotechnologies (CCS Nano) from the University of Campinas (UNICAMP) for clean room facilities, the Carbon Sci Tech Labs of UNICAMP for the Raman spectrometer, as well as Professor Thiago Alegre and Professor Gustavo Wiederhecker for the experimental support by providing the power meter. This work was financially supported by the Brazilian Funding Agencies Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP—Grant No. 2018/02598-4), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes, Grant No. 1391856), and Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq Abstract: Strain engineering is a key technology to continue Moore's law with silicon or any other foreseen semiconductor in very large scale integration. The characterization of strain in nanostructures is important to determine the potential of these technologies, and it is typically performed using micro-Raman when investigating strained silicon. Here, we report on the Raman shift-stress behavior from the (001) silicon surface of highly strained ultra-thin (15nm-thick) suspended nanowires with stresses in the range of 0-6.3GPa along the [110] direction. We employ a strain technology that offers a precise control of stress values at large sampling while reducing variability. The stress level of the nanostructures has been accurately evaluated by the finite element method simulations and further correlated to the Raman spectra. For stresses below 4.5GPa, the aforementioned behavior was linear and the extracted stress shift coefficient was in agreement with those reported in the literature. For stresses greater than 4.5GPa, we show that the Raman shift-stress behavior resembles a quadratic function Resumo: FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

Agradecimentos: This work is supported by grant # / processo nr. 2016/09509-1, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Abstract: In this work we present a comparative study of two processes for the fabrication of an array of microchannels for microfluidics applications, based on integrated-circuit technology process steps, such as lithography and dry etching. Two different methods were investigated in order to study the resulting microstructures: wet and dry deep etching of silicon substrate. The typical etching depth necessary to the target application is 50 mu m FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado

Agradecimentos: The authors are grateful to EMPA staff for experimental support. The work was financially supported in part by the Brazilian funding agency Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq) through the internship program Science without Borders (process no. 200864/2015-7), the COST Action Celina CM1301, and the Swiss State Secretariat for Education, Research and Innovation SERI (project number C14.0087) Abstract: Non-noble metals, such as Cu and Co, as well as noble metals, such as Au, can be used in a number modern technological applications, which include advanced scanning-probe systems, magnetic memory and storage, ferroelectric tunnel junction memristors, metal interconnects for high performance integrated circuits in microelectronics and nano-optics applications, especially in the areas of plasmonics and metamaterials. Focused-electron-beam-induced deposition (FEBID) is a maskless direct-write tool capable of defining 3-dimensional metal deposits at nanometre scale for above applications. However, codeposition of organic ligands when using organometallic precursors is a typical problem that limits FEBID of pure metal nanostructures. In this work, we present a comparative study using a post-growth annealing protocol at 100, 200, and 300 degrees C under high vacuum on deposits obtained from Co-2(CO)(8), Cu(II)(hfac)(2), and Me2Au(acac) to study improvements on composition and electrical conductivity. Although the as-deposited material was similar for all precursors, metal grains embedded in a carbonaceous matrix, the post-growth annealing results differed. Cu-containing deposits showed the formation of pure Cu nanocrystals at the outer surface of the initial deposit for temperatures above 100 degrees C, due to the migration of Cu atoms from the carbonaceous matrix containing carbon, oxygen, and fluorine atoms. The average size of the Cu crystals doubles between 100 and 300 degrees C of annealing temperature, while the composition remains constant. In contrast, for Co-containing deposits oxygen release was observed upon annealing, while the carbon content remained approximately constant; the cobalt atoms coalesced to form a metallic film. The as-deposited Au-containing material shows subnanometric grains that coalesce at 100 degrees C, maintaining the same average size at annealing temperatures up to 300 degrees C. Raman analysis suggests that the amorphous carbonaceous matrix of the as-written Co, Cu and Au deposits turned into nanocrystalline graphite with comparable crystal sizes of 12-14 nm at 300 degrees C annealing temperature. However, we observed a more effective formation of graphite clusters in Co- than in Cu- and Au-containing deposits. The graphitisation has a minor influence on the electrical conductivity improvements of Co-C deposits, which is attributed to the high as-deposited Co content and the related metal grain percolation. On the contrary, electrical conductivity improvements by factors of 30 and 12 for, respectively, Cu-C and Au-C deposits with low metal content are mainly attributed to the graphitisation. This relatively simple vacuum-based post-growth annealing protocol may be useful for other precursors as it proved to be efficient in reliably tuning the electrical properties of as-deposited FEBID materials. Finally, a H-2-assisted gold purification protocol is demonstrated at temperatures around 300 degrees C by fully removing the carbon matrix and drastically reducing the electrical resistance of the deposit CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

Agradecimentos: The authors are grateful to LMBT/IFGW/UNICAMP and EMPA staff for experimental support. The work was financially supported in part by the Brazilian funding agency Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) through the internship program Science without Borders (process no. 200864/2015–7), the COST Action Celina CM1301, and the Swiss State Secretariat for Education, Research and Innovation SERI (project number C14.0087) Abstract: An effective postgrowth electrical tuning, via an oxygen releasing method, to enhance the content of non-noble metals in deposits directly written with gas-assisted focused-electron-beam-induced deposition (FebID) is presented. It represents a novel and reproducible method for improving the electrical transport properties of Co-C deposits. The metal content and electrical properties of Co-C-O nanodeposits obtained by electron-induced dissociation of volatile Co-2(CO)(8) precursor adsorbate molecules were reproducibly tuned by applying postgrowth annealing processes at 100 degrees C, 200 degrees C, and 300 degrees C under high-vacuum for 10 min. Advanced thin film EDX analysis showed that during the annealing process predominantly oxygen is released from the Co-C-O deposits, yielding an atomic ratio of Co:C:O = 100:16:1 (85:14:1) with respect to the atomic composition of as written Co:C:O = 100:21:28 (67:14:19). In-depth Raman analysis suggests that the amorphous carbon contained in the as-written deposit turns into graphite nanocrystals with size of about 22.4 nm with annealing temperature. Remarkably, these microstructural changes allow for tuning of the electrical resistivity of the deposits over 3 orders of magnitude from 26 m Omega cm down to 26 mu Omega cm, achieving a residual resistivity of rho(2K)/rho(300 K) = 0.56, close to the value of 0.53 for pure Co films with similar dimensions, making it especially interesting and advantageous over the numerous works already published for applications such as advanced scanning-probe systems, magnetic memory, storage, and ferroelectric tunnel junction memristors, as the graphitic matrix protects the cobalt from being oxidized under an ambient atmosphere CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Fechado

Agradecimentos: The authors would like to thank CCS/UNICAMP and LMBT/IFGW/UNICAMP staff for device processing and characterization. The work was supported by the Brazilian funding agencies FAPESP, CNPq and CAPES Abstract: The growing interest in magnetic nanowires (NWs) is connected to possibility of employing them for advanced applications in wide technological fields, such as data storage and biotechnology. In addition, NWs can be used as sensor devices for several applications, since they present high sensitivity to their environment. One of the major challenges when dealing with transport measurements in NWs is to trap them between electrodes, which allows electrical characterization and therefore fabrication of nanowire-based devices. Electrically neutral NWs can be deposited by dielectrophoresis (DEP) method, which requires the application of an alternating electric field between electrodes. In this work, Ni nanowires (NiNWs) fabricated by electrodeposition technique and properly dispersed in a dimethylformalmide (DMF) solution were deposited on top of Pt electrodes using the DEP method. The deposited NiNWs exhibit initially a Schottky-like current versus voltage behavior due to the high contact resistance between NiNW and electrode. Its reduction down to three orders of magnitude, reaching value less than the NiNW resistance, was achieved by depositing an ion beam-assisted 10 nm-thick Pt layer over the NWs extremities. Therefore, this method presents a suitable process of NWs deposition and electrical characterization. This can be used for investigation of electrical transport properties of individual NWs and fabrication of NWs-based devices, such as sensors and field-effect transistors. Especially for ferromagnetic NWs, one can use the present method for fabrication of magnetic field-effect transistors (MagFET) CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES Aberto

Agradecimentos: The authors would like to thank CCS/UNICAMP and LMBT/IFGW/UNICAMP staff for device processing and characterization. The work was supported by the Brazilian funding agencies Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) and Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Abstract: Nanowires (NW) have received much attention due to their high aspect ratio, shape anisotropy, relatively large surface area and particular electron transport properties. In addition, since NW present low current levels and high sensitivity, they can be used as sensor devices for several applications. One of the major challenges when dealing with transport measurements in NW is to trap them between electrodes, which allow electrical characterization and therefore fabrication of nanowire-based devices. Electrically neutral NW can be deposited by dielectrophoresis (DEP) method, which requires the application of an alternating electric field between electrodes. In this work, properly dispersed Ni nanowires (NiNW) (length = 4+/-1 mu m, diameter = 35+/-5 nm) were deposited on top of Pt electrodes using the DEP method. The effects of electrodes geometry and electric field frequency on DEP efficiency were evaluated. For optimized DEP parameters, the process efficiency is up to 85%. The deposited NiNW exhibit a Schottky-like current versus voltage behavior due to the high contact resistance between NiNW and electrode. Its reduction down to two orders of magnitude, reaching value less than the NiNW resistance (similar to 6k Omega), was achieved by depositing a 10 nm-thick Pt layer over the NW extremities. Therefore, this method presents a selection of adequate electrical DEP parameters and electrode geometry, making it a suitable process of NW deposition and electrical characterization. This can be used for investigation of electrical transport properties of individual NW and fabrication of NW-based devices, like sensors and field effect transistors FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES Fechado

Effects of annealing time on memory characteristics of Ge nanoparticles (NPs) as floating gate of metal-oxide-semiconductor (MOS) structure are investigated in this work. First, Ge NPs at 8.5 nm-near to Si/SiO 2 interface were obtained by Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD). The morphology and dimension of these NPs was estimated by the statistic treatment of Atomic Force Microscopy images, which exhibited an homogeneous distribution of NPs over SiO 2 , with a main diameter of (6.72±1.97) nm and NPs-density of 1.5×10 12 cm -2 . For the characterization of memory properties, high-frequency Capacitive-Voltage measurements as function of annealing time were performed on the MOS structure containing these Ge NPs. The results showed a memory window of 11.92 V with an electrical charge storage density of 6.61×10 12 cm -2 . The Current-Voltage measurement showed a Fowler-Nordheim tunneling as the conduction mechanism of our device COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES Fechado

Agradecimentos: We acknowledge and thank the reviewers comments that have contributed for the improvement of the paper presentation. The researches on THz materials, filters and detectors have been developed within a cooperation between the Center for Semiconductor Components of Campinas State University, Campinas, SP, Brazil, the "Bernard Lyot" Solar Observatory, Campinas, SP, Brazil, the Center for Radio Astronomy and Astrophysics, Engineering School, Mackenzie Presbyterian University, São Paulo, SP, Brazil, the Complejo Astronomico El Leoncito, Argentina, funded by Brazilian agencies FAPESP, CNPq INCT-NAMITEC, CNPq, and Mackpesquisa, and Argentina agency CONICET. The SOLAR-T THz dual photometers experiment is being funded by FAPESP Abstract: Solar observations at sub-THz frequencies detected a new flare spectral component peaking in the THz range, simultaneously with the well known microwaves component, bringing challenging constraints for interpretation. Higher THz frequencies observations are needed to understand the nature of the mechanisms occurring in flares. A THz photometer system was developed to observe outside the terrestrial atmosphere on stratospheric balloons or satellites, or at exceptionally transparent ground stations. The telescope was designed to observe the whole solar disk detecting small relative changes in input temperature caused by flares at localized positions. A Golay cell detector is preceded by low-pass filters to suppress visible and near IR radiation, a band-pass filter, and a chopper. A prototype was assembled to demonstrate the new concept and the system performance. It can detect temperature variations smaller than 1 K for data sampled at a rate of 10/s, smoothed for intervals larger than 4 s. For a 76 mm aperture, this corresponds to small solar burst intensities at THz frequencies. A system with 3 and 7 THz photometers is being built for solar flare observations on board of stratospheric balloon missions FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

The health systems are faced with new paradigms, on one hand in the healthcare services delivered to the populations, and on the other hand, in the need to control costs in the health sector, forcing organizations to adapt and provide the most appropriate response to the individuals growing needs. The magnitude of this problem, in terms of public health, requires the adoption of a directed, targeted, planned and integrated action, based on clear and well defined strategies in order to obtain health gains, improving the quality of care and streamlining the costs. In Portugal, the application of those principles forming the basis of the disease management models, led to the Integrated Disease Management model which, apart from the clinical management of the disease, also incorporates the healthcare delivery structure reorganization, a specific financing model based on an information system that allows the process monitoring and evaluation. The development of Integrated Disease Management models is a central strategy and a tool for improving healthcare delivery, more effectively and efficiently, and can even be an important and permanent vehicle of information for health decision support. Therefore, it is important to promote a concerted action towards achieving a precise intervention, mobilizing the resources, improving the health status, quality of life and the overall patients’ wellbeing. This action means increasing collaboration and coordination of the different levels of care, offering integrated healthcare services with high quality levels regarding prevention, diagnosis, treatment, rehabilitation and monitoring.

RESUMO - Os sistemas de saúde deparam-se, actualmente, com novos paradigmas, ao nível da qualidade da prestação de cuidados de saúde, bem como no que se refere à necessidade de controlo dos custos com o sector da saúde, obrigando as organizações a adaptarem-se por forma a fornecerem a resposta mais adequada às crescentes necessidades dos indivíduos. O reconhecimento desta realidade tem levado os governos de muitos países a definir políticas orientadas para problemas de saúde específicos e a adoptar estratégias de intervenção que privilegiam uma abordagem integrada com o objectivo de melhorarem progressivamente o nível de saúde das populações, a qualidade dos cuidados prestados e a eficiência na utilização de recursos. Em Portugal, a aplicação dos princípios que estiveram na base dos modelos de gestão da doença, deu origem ao modelo experimental de Gestão Integrada da Doença, que incorpora a gestão clínica da doença, centrada no doente, com especial enfoque na sua autogestão e na clarificação das melhores práticas profissionais, visando a sua uniformização; a reorganização do modelo de prestação de cuidados, com a criação de Centros de Elevada Diferenciação e Centros de Tratamento, com especiais preocupações no que concerne à orientação do doente no sistema para que os cuidados lhe seja ministrados no nível mais adequado; um modelo de financiamento específico, indexado aos resultados, que reflicta a adopção das melhores práticas; um sistema de informação que permita a monitorização e avaliação constante deste processo. O desenvolvimento deste modelo organizacional tem-se revelado como uma estratégia inovadora e como uma ferramenta de elevado potencial para a melhoria da prestação de cuidados de saúde e para a promoção de uma maior efectividade e eficiência, tal como poderá, ainda, constituirse como um veículo, importante e permanente, de informação de apoio à decisão em Saúde. Este modelo visa, no fundo, promover uma acção concertada no sentido da obtenção de uma intervenção precisa, através da mobilização de recursos adequados, que permitam uma melhoria do estado de saúde, da qualidade de vida e do bem-estar global dos doentes. Esta abordagem passa pela colaboração e coordenação dos diferentes níveis de prestação de cuidados, no sentido de oferecerem cuidados integrados de saúde, com níveis de qualidade elevados em termos de prevenção, diagnóstico, tratamento, reabilitação e acompanhamento. ABSTRACT - The health systems are faced with new paradigms, on one hand in the healthcare services delivered to the populations, and on the other hand, in the need to control costs in the health sector, forcing organizations to adapt and provide the most appropriate response to the individuals growing needs. The magnitude of this problem, in terms of public health, requires the adoption of a directed, targeted, planned and integrated action, based on clear and well defined strategies in order to obtain health gains, improving the quality of care and streamlining the costs. In Portugal, the application of those principles forming the basis of the disease management models, led to the Integrated Disease Management model which, apart from the clinical management of the disease, also incorporates the healthcare delivery structure reorganization, a specific financing model based on an information system that allows the process monitoring and evaluation. The development of Integrated Disease Management models is a central strategy and a tool for improving healthcare delivery, more effectively and efficiently, and can even be an important and permanent vehicle of information for health decision support. Therefore, it is important to promote a concerted action towards achieving a precise intervention, mobilizing the resources, improving the health status, quality of life and the overall patients’ wellbeing. This action means increasing collaboration and coordination of the different levels of care, offering integrated healthcare services with high quality levels regarding prevention, diagnosis, treatment, rehabilitation and monitoring. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Stanislav A. Moshkalev Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida uma nova tecnologia de fabricação de filmes piezoresistivos baseados numa fase condutora de micro grafite (MG) e matriz vítrea, para aplicação em substrato de alumina, com temperatura de sinterização reduzida de 600°C. Foram produzidos dispositivos piezoresistivos a partir de pastas compósitas de MG (Micrograf HC 30 e Micrograf 99503UJ) cujas superfícies foram modificadas de hidrofóbicas para hidrofílicas. Esta modificação foi feita misturando-se as partículas do MG com uma solução aquosa de carboximetil celulose de sódio (CMCNa); onde as regiões hidrofóbicas das cadeias anfifílicas da CMCNa, dissolvidas no meio aquoso, estabeleceram ligações de van der Waals com a superfície, também hidrofóbica, do MG. Estas partículas hidrofílicas foram essenciais para a formação dos filmes piezoresistivos, permitindo a molhabilidade das partículas de frita de vidro e boa aderência ao substrato de alumina, formando um filme com frita de vidro e MG homogeneamente distribuídas em meio aquoso. As formulações das fritas de vidro com temperatura de sinterização reduzida são baseadas no sistema Bi-B-Zn, e foram testadas nas preparações das pastas com as seguintes composições (% Mol): 30Bi2O3 / 55B2O3 / 15ZnO; 30Bi2O3 / 51B2O3 4SiO2 / 15ZnO; 30Bi2O3 / 45B2O3 10SiO2 / 15ZnO e 30Bi2O3 48B2O3 / 10SiO2 / 2Al2O3 / 10ZnO. Nestas composições as porcentagens de Bi2O3 foram mantidas constantes (30 % Mol) para a obtenção de vidros com temperaturas de sinterização de 600oC evitando as perdas do MG por oxidação. Os filmes piezoresistivos preparados com uma matriz vítrea composta por 30Bi2O3 / 48B2O3 / 10SiO2 / 2Al2O3 / 10ZnO, apresentaram os melhores resultados, com resposta linear à deformação. Tais resultados foram atribuídos às presenças do SiO2 e Al2O3. Os filmes piezoresistivos foram impressos por processo serigráfico e apresentaram boa rigidez, permanecendo íntegros mesmo após as múltiplas aplicações de deformação. Foram testados o Micrograf HC 30 e Micrograf 99503UJ com dimensão lateral média das partículas de 30 e 3 µm, respectivamente. A melhor aderência foi obtida com o Micrograf 99503UJ, sendo atribuída à dimensão lateral média das partículas de 3 µm e uma densidade (0,21 g/cm3), maior em relação ao o Micrograf HC 30 (0,12 g/cm3). A estabilidade estrutural do filme piezoresistivo foi testada em dispositivo em configuração cantiléver, por meio da aplicação de uma carga de 600 gF, que foi carregada e descarregada sucessivamente por 1000 vezes. Como resultado, apresentou um erro com carga de ± 0,12 % e, sem carga de ± 0,13 % em relação aos valores médios, abaixo do erro máximo permitido em sensores de pressão para o mercado automotivo (Garside 2022). Foi produzido um protótipo de sensor de pressão em substrato de alumina, similar aos sensores de pressão comumente usados na indústria automotiva, exceto a composição dos materiais piezoresistivos onde, ao invés de usar RuO2 foi utilizado o micro grafite como fase condutora. Ao ser submetido à pressão, apresentou uma resposta linear, mostrando uma possibilidade promissora, obtendo-se uma sensibilidade de 3mV/V Abstract: In this work, a new technology for manufacturing piezoresistive films based on a conductive phase of micro graphite (MG) and glass matrix was developed, for application on alumina substrate, with a reduced sintering temperature of 600°C. Piezoresistive devices were produced from MG composite pastes (Micrograf HC 30 and Micrograf 99503UJ) whose surfaces were modified from hydrophobic to hydrophilic. This modification was made by mixing the MG particles with an aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose (CMCNa); where the hydrophobic regions of the amphiphilic chains of CMCNa, dissolved in the aqueous medium, established van der Waals bonds with the surface, also hydrophobic, of MG. These hydrophilic particles were essential for the formation of piezoresistive films, allowing the wettability of the glass frit particles and good adhesion to the alumina substrate, forming a film with glass frit and MG homogeneously distributed in an aqueous medium. The reduced sintering temperature glass frit formulations are based on the Bi-B-Zn system and were tested in the paste preparations with the following compositions (% Mol): 30Bi2O3 / 55B2O3 / 15ZnO; 30Bi2O3 / 51B2O3 / 4SiO2 / 15ZnO; 30Bi2O3 / 45B2O3 / 10SiO2 / 15ZnO and 30Bi2O3 / 48B2O3 / 10SiO2 / 2Al2O3 / 10ZnO. In these compositions, the percentages of Bi2O3 were kept constant (30 % Mol) to obtain glasses with sintering temperatures of 600ºC, avoiding MG losses by oxidation. Piezoresistive films prepared with a vitreous matrix composed of 30Bi2O3 / 48B2O3 / 10SiO2 / 2Al2O3 / 10ZnO, showed the best results, with linear response to deformation. Such results were attributed to the presence of SiO2 and Al2O3. The piezoresistive films were printed by serigraphic process and showed good rigidity, remaining intact even after multiple deformation applications. Micrograf HC 30 and Micrograf 99503UJ with average lateral particle size of 30 and 3 µm, respectively, were tested. The best adhesion was obtained with the Micrograf 99503UJ, being attributed to the average lateral dimension of the particles of 3 µm and a density (0.21 g/cm3), higher in relation to the Micrograf HC 30 (0.12 g/cm3). The structural stability of the piezoresistive film was tested in a device in a cantilever configuration, by applying a load of 600 gF, which was loaded and unloaded successively for 1000 times. As a result, it presented an error with load of ± 0.12% and, without load, of ± 0.13% in relation to the average values, below the maximum error allowed in pressure sensors for the automotive market (3.0%). A prototype of a pressure sensor was produced on an alumina substrate, similar to the pressure sensors commonly used in the automotive industry, except for the composition of piezoresistive materials where, instead of using RuO2, micro graphite was used as the conductive phase. When submitted to pressure, it presented a linear response, showing a promising possibility, obtaining a sensitivity of 3mV/V Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica FAPESP 21/06717-0

Orientador: Mário Antônio Bica de Moraes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Filmes finos de polisiloxanos, polisilazanos e policarbosilanos, sintetizados por Deposição Química de Vapor Assistida por Plasma (PECVD), foram irradiados com os íons He +, Ne +, Ar +e Kr +, com energia de 170 keV, e fluências de 1x10 14 , 5x10 14 , 1x10 15 , 5x10 15e 1x10 16 íons/cm 2 . A irradiação iônica promoveu modificações significativas na composição elementar, na estrutura química, e consequentemente nas propriedades físicas dos filmes. Com o uso de espectroscopias de retro-espalhamento Rutherford (RBS) e de recuo frontal (FRS), observou-se que as razões atômicas C/Si, O/Si, N/Si e H/Si sofreram modificações. Em especial, a razão H/Si foi drasticamente diminuída, devido à perda de hidrogênio causada pela irradiação. Oxigênio foi quimicamente incorporado aos filmes, devido à recombinação das ligações pendentes, formadas durante a irradiação, com o ar ambiente. Com relação à estrutura química dos filmes, extinção e formação de novos grupos e de ligações químicas foram observadas com o uso de espectroscopias infravermelha no modo reflexão-absorção (IRRAS) e de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). A densidade volumétrica dos filmes aumentou significativamente com a irradiação. As constantes ópticas, medidas através de espectroscopia ultravioleta-visível e elipsometria, foram também afetadas. Com o aumento da fluência dos íons, o coeficiente de absorção e o índice de refração aumentaram e o gap óptico diminuiu. Medidas de nanoindentação mostraram notáveis aumentos nas durezas dos filmes. Nas mais altas fluências utilizadas, a dureza chegou a valores comparáveis e até maiores que a dos aços ferramenta. Os filmes são convertidos de polímero para a fase cerâmica e a intensidade da conversão é dependente da fluência dos íons. Observou-se ainda que, de modo geral, as modificações são fortemente dependentes das massas dos íons, já que as modificações mais significativas são obtidas com o uso de He+ e Ne+ . A explicação referente a esse efeito é dada em função das transferências de energia eletrônica e nuclear Abstract: Thin films of polysiloxanes, polysilazanes and polycarbosilanes, synthesized by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), were irradiated with 170 keV He + , Ne + , Ar + and Kr + ions, at 170 keV at fluences of 1x10 14 , 5 x10 14 , 1x10 15 , 5x10 15 and 1 x10 16 ions/cm -2 . The irradiation promoted significant modifications in the atomic composition, chemical structure, and consequently in the physical properties of the films. Changes in the atomic composition were examined using Rutherford back-scattering spectroscopy (RBS) and forward recoil spectroscopy (FRS). The former was used to determine the C/Si, N/Si and O/Si atomic ratios, while the H/Si ratio was measured by the latter. As a general behavior, these ratios changed with ion irradiation and the decrease in the H/Si ratio was particularly high, as hydrogen was drastically removed by ion bombardment. Oxygen was chemically incorporated into the films due to the reactions involving dangling bonds formed during irradiation, and ambient air. Regarding the chemical structure of the films, extinction and formation of new bonding groups and chemical bonds were observed as a function of the ion fluence using infrared reflection-absorption spectroscopy (IRRAS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The volume density of the films increased significantly with irradiaton. The optical constants, determined using ultraviolet-visible spectroscopy and ellipsometry, were also affected by ion irradiation. With increasing ion fluence, the absorption coefficient and refractive index increased, and the optical gap decreased. From nanoindentation measurements. remarkable increases in surface hardness were determined. For the higher fluences, the surface hardness of the films is in the range, or even higher, of that of martensitic tool steels. Thus, ion irradiation changed the relatively soft polymer film into a high density, hard, ceramic material. It was observed that the most significant modifications occur for He+ and Ne+ ions. An explanation to this finding is offered in terms of the electronic and nuclear energy transfer functions Doutorado Física da Matéria Condensada Doutor em Ciências

Orientador: José Alexandre Diniz Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação 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: Jacobus Willibrordus Swart Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O trabalho apresentado nesta tese endereça dois importantes desafios impostos pela evolução da tecnologia CMOS, a diminuição da responsividade das junções e a redução da tensão de alimentação. Um fotodetector de alta responsividade e um sistema de imagem CMOS multiamostrado no domínio do tempo são propostos nesta tese. Como fototransistor de elevada responsividade propõem-se nesta tese o uso do Transistor Bipolar Lateral Controlado por Porta (GC-LBJT) operando como fototransistor de 4 terminais. Apresenta-se a análise do princípio de funcionamento e o desenvolvimento de um circuito equivalente CC. A fotoresposta do GC-LBJT é investigada em duas diferentes configurações, coletor-comum com tensão porta-base constante e emissor-comum com tensão porta-emissor constante. A característica da fotoresposta é associada às equações do dispositivo em ambas as configurações mostrando os principais parâmetros do dispositivo que determinam o ganho. Na configuração coletor-comum, a característica da fotoresposta varia de aproximadamente linear a sublinear por meio da tensão de controle VGB. Na configuração emissor-comum, o dispositivo apresenta fotoresposta sublinear e baixa excursão para toda faixa de tensão de controle (VGB) utilizada. Explorando a característica controlável do GC-LBJT em ambas as configurações, o fototransistor GC-LBJT pode apresentar ganho e responsividade maiores do que 10+6 e 10+4 A/W respectivamente. Propõe-se o método de múltipla-amostragem para sistemas de imagem CMOS no domínio do tempo. O pixel é composto por um comparador e um circuito de memória de um bit. O método de múltipla-amostragem no domínio do tempo permite reduzir o circuito de memória integrado ao pixel de 8 bits tipicamente para um único bit. O resultado da amostra armazenado na memória de um bit no pixel é lida externamente de forma síncrona e o valor do sinal do pixel é codificado de acordo com o instante da amostra no tempo. O número de bits e a velocidade de operação do circuito limitam a dimensão máxima da matriz. Além disso, este trabalho apresenta a influência da não-linearidade da capacitância do fotodiodo na característica da fotoresposta dos sistemas de imagem CMOS no domínio do tempo. Estudo do comportamento do ruído de padrão fixo e o temporal em sistema de imagem no domínio do tempo também são apresentados Abstract: This thesis adresses two important challenges imposed by CMOS technology trends, the reduction of the junctions's responsivity and voltages levels. A new photodetector with high responsivity and a multi-sampling time domain image system are investigated. This thesis proposes to use the gate controlled lateral bipolar junction transistor (GCLBJT) as a four terminal phototransistor as photodetector with high responsivity. This work presents the photopolarization principle, gain current mechanism of the GC-LBJT in conjuction with DC equivalent circuit development. The GC-LBJT photo response is analysed in two different configurations, common colector with constant gate-base voltage and common emmiter with constant gate-emitter voltage. The photoresponse is related to device equations in both configurations. In the common colector with constant gate-base voltage configuration the photo response characteristic changes from linear to sublinear according to the VGB control voltage. In the common emmiter configuration, the device presents sublinear photo response and small changes for full range of the VGB control voltage used. Exploring the GC-LBJT controllable characteristic, the GC-LBJT phototransistor presents high and controllable gain all over the range of irradiation used, for both configurations. The multi-sampling method for time domain CMOS image systems is proposed. The pixel's architecture is composed by a comparator and a single bit memory circuit. The multisampling method in time-domain allows reducing memory circuits integrated per pixel with eight bit tipically to a single bit. The sample result stored in the single bit memory of the pixel is externally read in a synchronous way and the pixel signal value is coded according to the sampling instant. The number of the bits and the speed of circuit's operation define the upper limit of the matrix size. In addition, this work presents the influence of non-linearity on photoresponse characteristic for systems operating in time domain. The behavior of fixed and temporal pattern noise study in time domain image system is also presented Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Edmundo da Silva Braga, Lucila Helena Deliesposte Cescato Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida a técnica de Litografia Interferométrica para a gravação de nano-estruturas periódicas em relevo, uni e bidimensionais, sobre substratos de vidro e de silício. Em particular, o trabalho se concentrou em duas frentes: no estudo no perfil das estruturas gravadas em fotorresina, através da superposição de padrões interferométricos, e na integração desta técnica com as demais tecnologias usuais de processamento do Si para microeletrônica. A partir dos padrões luminosos, gerados pela superposição de franjas de interferência, o perfil em relevo das estruturas gravadas em fotorresina foi simulado para estudar a influência de alguns dos parâmetros do processo de exposição e revelação. Para a associação desta técnica de litografia interferométrica com as demais tecnologias de processamento de Si foi necessário desenvolver um processo para gravação sobre substratos de Si. Para isto foi preciso reduzir o efeito das ondas estacionárias na litografia. A solução encontrada foi crescer termicamente uma camada de SiO2, com espessura apropriada sobre o substrato de Si, antes da aplicação da fotorresina. Para demonstrar o potencial dos processos desenvolvidos para fabricação de componentes e dispositivos baseados em nano-estruturas, foram realizadas duas aplicações: gravação de arranjos de nano-ponteiras de Si e gravação de matrizes em relevo para moldagem de elementos difrativos de alta freqüência espacial. Utilizando a técnica de litografia interferométrica associada à corrosão por plasma RIE foram fabricados arranjos de alta densidade de nano-ponteiras de Si, com cerca de 106 pontas/mm2 e raio de curvatura da ordem de 20nm. O desempenho elétrico do arranjo de ponteiras fabricadas, como dispositivo de emissão de elétrons por efeito de campo, foi caracterizado através das medidas da curva I x V e da estabilidade temporal da corrente de elétrons emitidos. Por outro lado, foram fabricadas matrizes em relevo de elementos ópticos difrativos com propriedades de polarização. Estas estruturas foram utilizadas num processo de replicação que envolveu também etapas de moldagem por eletroformação de níquel e geração de réplicas por injeção de plástico. A caracterização óptica, tanto das matrizes quanto réplicas, foi realizada através da medida do espectro de difração para os estados ortogonais de polarização Abstract: In this work the interferometric lithography technique was developed for recording periodic relief nano-structures, one and bi-dimensional, on silicon and glass substrates. In particular, the work is focused in two directions: the study of the profile of the structures recorded in photorresist, through the superimposition of interference light patterns, and the association of this technique with the usually microelectronics techniques for the silicon processing. Starting from the light patterns, generated by the superimposition of interference fringes, the photoresist relief profile was simulated in order to study the influence of some exposure and development parameters on it. For combining the interferometric lithography with the silicon technologies it was necessary to record the nano-structures on Si substrates. For this, it was necessary to deduct the Standing Wave effect in the lithography. The solution was to grow thermally a layer of SiO2, with a proper thickness, on the silicon substrate, before the application of the photorresist. To demonstrate the applicability of the developed processes for fabrication of components and devices based on nano-structures, two applications have been realized: the recording of arrays of silicon nano-tips and the recording of a master relief structure for molding a diffractive optical element of high spatial frequency. Using the interferometric lithography technique associated with the silicon corrosion for plasma RIE, high-density arrays of silicon nano-tips were fabricated, with about 106 tips/mm2 and ray of curvature of about 20nm. The electric performance of the nano-tips array as a Field Emission Device was characterized through the I x V curves measurement as well as the temporal stability of the emitted electron current. By the other side, a master of a Diffractive Optical Elements (DOE), with polarizing properties, was realized. This master structure was used in a replication process involving the nickel electroformed shim and the generation of the replicas by plastic injection molding. The optical characterization of both master and replicas were performed through the measurement of the diffraction spectrum for the two orthogonal polarization states Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Pierre Kaufmann Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O telescópio solar submilimétrico operando nas freqüências de 212 e 405 GHz detectou uma nova componente espectral das emissões de explosões solares, com máximo em algum ponto da faixa Terahertz, simultaneamente com a conhecida componente espectral em microondas, trazendo sérios desafios para interpretação. O diagnostico deste tipo de emissão transiente em freqüências THz traz desafios tecnológicos que são objetivo deste estudo. Este projeto consiste em um estudo das características de filtros e sensores não refrigerados para aplicação em projeto aeroespacial na faixa Terahertz do espectro eletromagnético. Foram estudados e caracterizados detectores bolométrico, piroeletrico, e optoacustico, precedidos por filtros passa-baixa que suprimem a radiação na faixa do visível e infravermelho próximo do espectro eletromagnético, filtros passa-banda centrados na freqüência THz desejada, e modulador mecânico. O detector a célula de Golay mostrou ser o mais sensível. Foi selecionado para o protótipo de fotômetro THz que serviu para definir parâmetros de projeto para o modelo de vôo, para observação solar fora da atmosfera terrestre, em balões estratosféricos, satélites, ou estações no solo com atmosfera excepcionalmente transparente. O sistema foi concebido para observar todo o disco solar e detectar pequenas variações relativas de temperatura causadas por explosões em regiões especifica do Sol. Obteve-se mínima detectabilidade de variações relativas de temperatura da ordem de 1 K com resolução temporal de subsegundo Abstract: The solar submillimeter-wave telescope, operating at 212 and 405 GHz frequencies detected a new flare spectral component emission, peaking in the THz range, simultaneously with the well known microwaves component, bringing challenging constrains for interpretation. The diagnostics of this kind of transient emission at THz frequencies also bring technical challenges, which are the subject of this study. The project consists in a study of the characteristics of filters and uncooled detectors for aerospace project application at THz range of the electromagnetic spectrum. Three types of uncooled sensors were tested: bolometric, pyroelectric, and optoacoustic, proceeded by low-pass filters to suppress the visible and infrared radiation, band-pass filter centered at THz frequency, and a chopper. The Golay cell sensor was considered the most sensible detector of all, and was selected for the photometer prototype THz system to observe the Sun outside the terrestrial atmosphere on stratospheric balloons or satellites, or at exceptionally transparent ground stations. The system was designed to observe the whole solar disk detecting small relative changes in input temperature caused by flares at localized positions of the Sun. The minimum relative temperature variation detected was about 1 K with subsecond time resolution Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Alexandre Diniz Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação Resumo: Este trabalho descreve a obtenção e a caracterização de filmes finos e ultra-finos de oxinitreto de silício (SiOxNy)através de implantação de íons moleculares de nitrogênio (N2+) com baixa energia em substrato de silício com posterior oxidação térmica. Os filmes foram caracterizados por elipsometria (espessura), por espectrometria de absorção do infta-vermelho (FTIR) (ligações químicas) e por espectrometria de massa do íon secundário (SIMS) (distribuição de nitrogênio). Estes filmes foram utilizados como isolantes de porta de transistores nMOSFETs e capacitores MOS. Caracteristicas elétricas como mobilidade entre 390 cm ² /Vs a 530 cm²/vs, e inclinação (slope) na região de sub-limiar entre 7OmV/dec e 15OmV/dec foram obtidas nos nMOSFETs. Nos capacitores MOS foram feitas medidas de capacitância x tensão (C-V) (espessura) e de corrente x tensão (corrente de fuga). Através das curvas C-v foram obtidas espessuras equivalentes (EOT) entre 2.9nm e 15.7nm. Os filmes de oxinitreto com EOT entre 2.9 cm 4.3 cm apresentaram densidades de corrente de fuga entre 4.5mA/cm² e 50nA/cm² Abstract: This work describes the formation and the characterization of ultra-thin and thin silicon oxynitride (SiOxNy)films by low-energy molecular nitrogen (N21 into silicon substrate prior to thermal oxidation. The films were characterized by ellipsometry (thiclmess), infta-red absorption spectrometry (FTIR) (chemical bonds) and secondary ion mass spectrometry (SIMS) (nitrogen distribution). These films have been used as gate insulators in nMOSFETs and MOS capacitors. NMOSFET electrical characteristics, such as field effect mobility between 390 cm²/Vs and 530 cm² /Vs, and sub-threshold slope between 70 mV/decade and 150 mV/decade, were obtained. MOS capacitors were used to obtain capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V) measurements. The Equivalent Oxide Thickness (EOT) ofthe films were obtained ftom C-V curves, resulting in values between 2.9nm and 15.7nm. SiOxNygate insulators with EOT between 2.9nm and 4.3nm have presented gate leakage current densities between 4,5mA/cm² and 50nA/cm² 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 Resumo: Isolantes de nitreto de silício (SiNx) para aplicação na tecnologia de isolação LOCOS foram depositados por ECR-CVD a temperatura ambiente e RP/RTCVD, a baixa pressão (5mTorr), com fluxos de gás de N2 de 2.5, 5, 10 e 20sccm, com fluxos de gases de SiH4/Ar fixos de 200sccm/20sccm, e potência de microondas de 1000W em substratos de SiO2-Pad/Si e Si. As estruturas de SiNx/SiO2-Pad/Si e SiNx/Si obtidas foram utilizadas para analisar as características físicas do nitreto de silício. Análises de espectroscopia de infravermelho (FTIR) revelaram a presença de trocas de posição do pico principal das ligações Si-N, das ligações N-H e das ligações Si-N (modo de vibração stretching) nos filmes de nitreto de silício, que está relacionado aos fluxos de N2 na mistura de gases. Os índices de refração entre 1.88 e 2.48 e as espessuras entre 120nm e 139nm foram determinados através de elipsometria. Com estes valores de espessura e com os tempos de ataque em Buffer de HF, foram determinadas as taxas de deposição de 9,6 a 11,1nm/min e taxas de corrosão de 2 a 86nm/min. O processo LOCOS, com etapas seqüenciais de fotolitografia e oxidação térmica, foi executado nas estruturas de SiNx/SiO2-Pad/Si e também de SiNx/Si (sem a presença de óxido "almofada"), com a espessura de cada tipo de nitreto entre 110nm a 215nm e espessura do óxido ?almofada? de 0 a 124nm. Análises de microscópio óptico e de microscopia eletrônica de varredura (SEM) foram utilizadas respectivamente para investigar a resistência dos nitretos de silício à oxidação térmica, executada sob altas temperaturas (1000ºC) e o efeito ?bico de pássaro? formado nas estruturas LOCOS. O nitreto depositado com fluxo de N2 de 10sccm (N10) foi o que apresentou a menor invasão lateral por parte do óxido de campo dentre os nitretos estudados, tanto com quanto sem a camada de óxido de ?almofada? sob o nitreto. O efeito "bico de pássaro" formado nas estruturas LOCOS teve comprimento de avanço lateral variando de 330nm a 2160nm tomando como base a oxidação local executada em temperatura de 1000ºC durante 180 minutos Abstract: Silicon nitride (SiNx) insulators for LOCOS applications have been deposited by RP/RTCVD and ECR-CVD at room temperature, at low pressure (5mTorr), with N2 flows of 2.5, 5, 10 and 20sccm with fixed SiH4/Ar flows of 200/20sccm with a microwave power of 1000W on SiO2-Pad/Si and Si substrates. SiNx/Si structures were obtained to analyze the physical characteristics of silicon nitride. Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry analyses revealed the main peak position shifts of Si-N, N-H and Si-N (stretching mode) bonds for each silicon nitride films, which is related to N2 flows in gas mixture. The refractive indexes between 1.88 and 2.48 and the thickness between 120nm and 139nm were determined by ellipsometry. With these thickness values and with buffered HF etching times, it was also determined the deposition rates of 9,6 - 11,1nm/min and etch rates of 2 -86nm/min. On the SiNx(110 -215nm)/SiO2-Pad(0 - 124nm)/Si and SiNx/Si (without pad oxide) structures, the LOCOS process, with sequential photolithography and thermal wet oxidation steps, was performed. Optical and scanning electron microscopy (SEM) analysis were used to investigate the silicon nitride to thermal oxidation accomplishement at high temperature of 1000 ºC, and bird's beak in the obtained LOCOS structures. On both structures (with and without pad oxide), the smallest lateral extension of the field oxide (bird's beak) was observed for the nitride films obtained with N2 flows of 10sccm (N10). The lengths of the bird's beak, in the obtained LOCOS structure, have resulted between 330nm and 2160nm Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fabiano Fruett Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Apresentamos neste trabalho um sensor de pressão de baixo consumo de potência. totalmente compatível com o processo de fabricação CMOS. constituído por um amplificador operacional sensível ao estresse mecânico fabricado sobre uma membrana. O desenho do layout do amplificador é feito de forma a maximizar o efeito do estresse sobre os transistores do par de entrada e minimizar sobre o restante do circuito. O projeto da membrana. bem como a localização dos elementos sensores sobre a mesma. Foram determinados através de simulação por elementos finitos. O sensor foi fabricado utilizando o processo CMOS 0.35 IJ.m AMS disponibilizado pelo Projeto Multi-Usuário (PMU) Fapesp. A membrana do sensor foi obtida através de um processo de desbaste mecânico da pastilha de silício onde o circuito foi fabricado. Analisamos também a dependência da tensão de limiar e da mobilidade de um transistor PMOS com relação ao estresse mecânico. O sensor fabricado apresentou um consumo de potência da ordem de 3 IJ. W e uma sensibilidade de 8.9 mV/psi Abstract: A nove I Iow power totally CMOS compatible mechanical-stress sensitive differential amplifier. which can be used as a pressure sensor. is presented. This amplifier is based on a special designed layout where the stress sensitivity of the input differential pair. is maximized and the stress effects on the second stage are minimized. Finite element simulation was used to design the membrane and to locate the element sensor on it. The sensor was fabricated in a CMOS 0.35 IJ.m AMS process supported by the Fapesp Multi -User Project. In order to make a pressure sensor without a backside bulk micro-machining process. the thickness of the die was reduced by a mechanical polishing process. This work also analised the limiar-voltage and the mobility dependence with regard to mechanical stress. The sensor power consumption amounts to 3 IJ. W and the sensitivity amounts to 8.9 m V/psi Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Stanislav Moshkalev Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A nanotecnologia e uma área nova e promissora que englobam muitas disciplinas de ciência e engenharia. Seu rápido crescimento nas ultimas duas décadas é devido ao crescimento simultâneo na fabricação e caracterização de materiais em escala nanométrica. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma técnica de processo híbrido para a fabricação de micro e nanocontatos assim como sua caracterização elétrica. Esse processo híbrido combina a fotolitografia seguida da técnica de lift-off e a deposição de platina por FIB. Para determinar a resistividade da platina depositada por FIB (Focuded Ion Beam), foram fabricas estruturas quadradas variando sua espessura de 5 nm - 100 nm e sua área 150 µm 150 µm e 20 µm x 20 µm. Resistores com comprimento de 30 µm variando sua área de secção (50 nm x 50 nm - 1 µm x 1 µm) foram fabricados a fim de uma melhor na caracterização do processo de deposição do filme de Pt assim como sua caracterização elétrica. As medidas elétricas foram realizadas na estação Keythley 4200 SCS, onde foi utilizado o método de quatro pontas nas estruturas quadradas para a caracterização da resistividade. Nos resistores utilizamos a configuração de dois terminais para a caracterização de resistência dos nanocontatos Abstract: Nanoscale science and technology is a young and burgeoning field that encompasses nearly every discipline of science and engineering, the rapid growth of the field in the past decades has been enable by the sustained advances in the fabrication and characterization of materials. This work presents the hybrid process for fabrication of micro and nanocontacts, this process include the lift - off technique and platinum deposited by FIB. For measurements, two types of test structures were fabricated: (i) 150 x 150 µm and 20 x 20 µm squares with thickness of 5, 10, 30 and 100 nm, and (ii) 30 µm long resistors with variable cross - section (50 nm x 50 nm to 1 µm x 1 µm). The Pt film resistivity has been measured by a four points probe method Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Peter Jurgen Tatsch, Stanislav Moshkalyov Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O principal objetivo deste trabalho é o aperfeiçoamento dos processos de fotolitografia utilizados no Centro de Componentes Semicondutores (CCS) da Universidade Estadual de Campinas ¿ UNICAMP. Visa determinar os parâmetros de maior relevância do processo de fotolitografia utilizado no CCS para fabricação de estruturas micrométricas e a partir da sua caracterização identificar os seus valores ótimos. Os parâmetros tais como o contraste, a aderência, a resolução e a dimensão mínima dos padrões fotogravados foram estudados a fim de se determinar as possibilidades de melhoria e as limitações dos processos. No decorrer deste trabalho foi utilizado basicamente o fotorresiste AZ 5214E com o qual foi possível o desenvolvimento de processos repetitivos que permitiram a fabricação de estruturas periódicas com largura de até 2µm e estruturas isoladas com largura de até 0,8µm Abstract: The aim of this work is to improve the photolithographic processes of the CCS/Unicamp. This work attempts findout and optimize the most significant process parameters for the fabrication of micrometric structures. Contrast, adhesion, resolution, and minimum dimension for the shapes were studied in order to improve the process and also determine their limitations. A procedure for the processing of AZ 5214E photoresist was established so that periodic structures with dimension as low as 2 µm and isolated structures down to 0,8 µm can be produced reproductively Mestrado Microeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ioshiaki Doi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Nesta dissertação estudamos a obtenção de nanocristais (NCs) de Ge pela técnica de LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition), buscando otimizar as condições de processo que resultassem em NCs com características de tamanho, densidade por unidade de área e uniformidade de tamanhos, que são necessárias para aplicação em dispositivos de memórias de porta flutuante. Os NCs foram fabricados por processo de dois passos: 1) formação de núcleos de Si na superfície do SiO2, a partir de silana (SiH4); 2) crescimento de Ge sobre os núcleos de Si através de deposição de germana (GeH4). Realizamos ciclos de deposição e caracterização das amostras, e os parâmetros de processo: temperatura, pressão total, fluxos de silana e germana e tempo de deposição, foram alterados convenientemente, com base na literatura e nos resultados obtidos a cada ciclo de fabricação. As amostras foram caracterizadas quanto à morfologia, por microscopia de força atômica (AFM) e a estrutura dos NCs foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Estudamos a influência dos parâmetros de processo nas características dos NCs e observamos tendências de aumento da densidade de NCs com a elevação da temperatura, pressão total e fluxo de SiH4 do passo 1. E, o tamanho dos NCs tendem a diminuir com a redução da temperatura, pressão total e tempo de deposição do passo 2. Os resultados mostram que com os parâmetros: 600 ºC / 5 Torr / 20 sccm de SiH4 / 20 seg. para a nucleação de Si e 550 ºC / 2 Torr / 5 sccm / 30 seg. para a deposição de Ge, é possível obter alta densidade de NCs por unidade área de 4x1010 NCs/cm2 com diâmetro médio de 19 nm e altura média de 4,5 nm Abstract: In this thesis we studied the synthesis of Ge nanocrystals (NCs) by the LPCVD technique (Low Pressure Chemical Vapor Deposition). We looked for NCs with characteristics of sizes, density and uniformity of sizes that are necessary for applications in floating gate memory devices. To reach those characteristics we have optimized the process conditions. The NCs were fabricated by a process of two steps: 1) formation of Si nuclei on SiO2 surface, through the silane (SiH4) decomposition; 2) Ge growth on Si nuclei through germane (GeH4) deposition. We accomplished deposition cycles and characterization of the samples. The process parameters: temperature, total pressure, silana and germana flow and deposition time, were altered conveniently based on the literature and results obtained at each production cycle. The morphology of the samples was analyzed by atomic force microscopy (AFM) and the NCs structures were analyzed by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). We studied the influence of the process parameters in the NCs characteristics and we have observed tendencies of NCs density increase with rise of the temperature, total pressure and SiH4 flow of step 1. The NCs size tends to decrease with the reduction of temperature, total pressure and deposition time of step 2. The results show that with the parameters: 600 ºC / 5 Torr / 20 sccm de SiH4 / 20 sec. for the Si nucleation and 550 ºC / 2 Torr / 5 sccm / 30 sec. for the Ge deposition, it¿s possible to reach a high density of NCs (4x1010 NCs/cm2) with diameter of 19 nm and average height of 4,5 nm Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Alexandre Diniz Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O objetivo desse trabalho é a obtenção de filmes ultrafinos de nitreto de titânio (TiN), com espessuras inferiores a 10 nm, e sua utilização na fabricação de dispositivos planares, na estrutura de capacitores e na porta de transistores CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), como também na tecnologia 3D (3 Dimensões) com FinFETs (Fin Field-Effect Transistors). Esse filme é fabricado por um método alternativo, através da evaporação de camadas nanométricas (1 nm e 2 nm) de Ti por feixe de elétrons seguida por nitretação por plasma ECR (Electron Cyclotron Resonance) de nitrogênio (N2). O TiN é utilizado como metal refratário na elaboração de três diferentes eletrodos de porta: Poli-Si n+/TiN, NiSi/TiN e Al/TiN... O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The objective of this work is to obtain ultrathin titanium nitride (TiN) films with thicknesses lower than 10 nm and their use in the manufacture of planar devices, capacitor structures and the Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS), as well as 3D (3 Dimensions) technology with FinFETs (Fin Field-Effect Transistors). This film is manufactured by an alternative method, through the evaporation of nanometric layers (1 nm and 2 nm) of Ti by electron beam followed by Electron Cyclotron Resonance (ECR) plasma nitriding of Nitrogen (N2). TiN is used as a refractory metal in the elaboration of three different gate electrodes: Poly-Si n + / TiN, NiSi / TiN and Al / TiN... The abstract is available with the full electronic document Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

Orientador: Jose Alexandre Diniz Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Neste trabalho, filmes finos de nitreto (SixNy), oxido (SiOx) e oxinitreto (SiOxNy) de silicio sobre substrato de silicio, obtidos através da deposição química a partir da fase vapor auxiliada por plasma remoto (RPCVD), foram caracterizados e estudados para aplicações em micromáquinas (micromachining) ou sistemas micro-eletro-mecanico (MEMS). Os filmes de nitreto de silicio (SixNy) foram obtidos para aplicação em estruturas suspensas (pontes e membranas) e como mascara de proteção de dispositivos MOS para remoção do substrato, utilizando os processos de corrosão úmida do substrato de silicio pelas faces superior (front-side bulk micromachining) e inferior (back-side bulk micromachining), respectivamente. Os filmes de oxido de silicio (SiOx) foram aplicados como camada sacrificial em processos de obtenção de estruturas suspensas empregando a técnica de remoção de camadas sacrificiais na superfície (surface micromachining). Os filmes de oxinitreto de silicio (SiOxNy) foram obtidos como filmes alternativos para aplicação em estruturas suspensas (pontes e membranas), utilizando os processos de corrosão úmida do substrato de silicio pela face superior (front-side bulk micromachining). A fabricação destas estruturas e primordial para o desenvolvimento de micro-sensores e micro-atuadores. Neste trabalho foram revisadas as técnicas de processamento CVD (Chemical Vapor Deposition), apresentando a justificativa da escolha do reator ECR (Electron Cyclotron Resonance), que utiliza a tecnologia CVD com Plasma Remoto (RPCVD) para as deposições Abstract: In this work, silicon nitride (SixNy), oxide (SiOx) and oxynitride (SiOxNy) thin films obtained by remote plasma chemical vapor deposition (RPCVD) on silicon substrate were studied and characterized for micromachining or micro electro-mechanical system (MEMS) applications. Silicon nitride films (SixNy) were used in suspended structures (membranes and bridges) and as MOS device protection mask against wet substrate etching, obtained by wet substrate etching processes using the front-side and back-side bulk micromachining techniques, respectively. Silicon oxide films (SiOx) were employed as sacrificial layers to obtain suspended surface structures using the surface micromachining technique. Silicon oxynitride (SiOxNy) films were used as alternative films in suspended structures (membranes and bridges), using the front-side bulk micromachining technique. The fabrication of these structures is primordial for the micro sensor and actuator development. In these work, CVD (Chemical Vapor Deposition) techniques are revised, presenting the choice justification of ECR (Electron Cyclotron Resonance) reactor, which uses RPCVD technology for the depositions Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica