Microstructure of highly oriented, hexagonal, boron nitride thin films grown on crystalline silicon by radio frequency plasma-assisted chemical vapor deposition

We present a high‐resolution electron microscopy study of the microstructure of boron nitride thin films grown on silicon (100) by radio‐frequency plasma‐assisted chemical vapor deposition using B2H6 (1% in H2) and NH3 gases. Well‐adhered boron nitride films grown on the grounded electrode show a highly oriented hexagonal structure with the c‐axis parallel to the substrate surface throughout the film, without any interfacial amorphous layer. We ascribed this textured growth to an etching effect of atomic hydrogen present in the gas discharge. In contrast, films grown on the powered electrode, with compressive stress induced by ion bombardment, show a multilayered structure as observed by other authors, composed of an amorphous layer, a hexagonal layer with the c‐axis parallel to the substrate surface and another layer oriented at random

Polymorphous Si thin films from radio frequency plasmas of SiH4 diluted in Ar: A study by transmission electron microscopy and Raman spectroscopy

In this study, we present a detailed structural characterization by means of transmission electron microscopy and Raman spectroscopy of polymorphous silicon (pm-Si:H) thin films deposited using radio-frequency dust-forming plasmas of SiH4 diluted in Ar. Square-wave modulation of the plasma and gas temperature was varied to obtain films with different nanostructures. Transmission electron microscopy and electron diffraction have shown the presence of Si crystallites of around 2 nm in the pm-Si:H films, which are related to the nanoparticles formed in the plasma gas phase coming from their different growth stages, named particle nucleation and coagulation. Raman scattering has proved the role of the film nanostructure in the crystallization process induced ¿in situ¿ by laser heating.

Ion assisted deposition of thin films by substrate tuned radio frequency magnetron sputtering

The substrate tuning technique was applied to a radio frequency magnetron sputtering system to obtain a variable substrate bias without an additional source. The dependence of the substrate bias on the value of the external impedance was studied for different values of chamber pressure, gas composition and rf input power. A qualitative explanation of the results is given, based on a simple model, and the role of the stray capacitance is clearly disclosed. Langmuir probe measurements show that this system allows independent control of the ion flux and the ion energy bombarding the growing film. For an argon flow rate of 2.8 sccm and a radio frequency power of 300 W (intermediate values of the range studied) the ion flux incident on the substrate was 1.3 X 1020-m-2-s-1. The maximum ion energy available in these conditions can be varied in the range 30-150 eV. As a practical application of the technique, BN thin films were deposited under different ion bombardment conditions. An ion energy threshold of about 80 eV was found, below which only the hexagonal phase was present in the films, while for higher energies both hexagonal and cubic phase were present. A cubic content of about 60% was found for an ion energy of 120 V.

Influence of pressure and radio frequency power on deposition rate and structural properties of hydrogenated amorphous silicon thin films prepared by plasma deposition

The influence of radio frequency (rf) power and pressure on deposition rate and structural properties of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films, prepared by rf glow discharge decomposition of silane, have been studied by phase modulated ellipsometry and Fourier transform infrared spectroscopy. It has been found two pressure regions separated by a threshold value around 20 Pa where the deposition rate increases suddenly. This behavior is more marked as rf power rises and reflects the transition between two rf discharges regimes. The best quality films have been obtained at low pressure and at low rf power but with deposition rates below 0.2 nm/s. In the high pressure region, the enhancement of deposition rate as rf power increases first gives rise to a reduction of film density and an increase of content of hydrogen bonded in polyhydride form because of plasma polymerization reactions. Further rise of rf power leads to a decrease of polyhydride bonding and the material density remains unchanged, thus allowing the growth of a-Si:H films at deposition rates above 1 nm/s without any important detriment of material quality. This overcoming of deposition rate limitation has been ascribed to the beneficial effects of ion bombardment on the a-Si:H growing surface by enhancing the surface mobility of adsorbed reactive species and by eliminating hydrogen bonded in polyhydride configurations.

Production of nanometric particles in radio frequency glow discharges in mixtures of silane and methane

The formation of silicon particles in rf glow discharges has attracted attention due to their effect as a contaminant during film deposition or etching. However, silicon and silicon alloy powders produced by plasma¿enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are promising new materials for sintering ceramics, for making nanoscale filters, or for supporting catalytic surfaces. Common characteristics of these powders are their high purity and the easy control of their stoichiometry through the composition of the precursor gas mixture. Plasma parameters also influence their structure. Nanometric powders of silicon¿carbon alloys exhibiting microstructural properties such as large hydrogen content and high surface/volume ratio have been produced in a PECVD reactor using mixtures of silane and methane at low pressure (-1 Torr) and low frequency square¿wave modulated rf power (13.56 MHz). The a¿Si1¿xCx:H powders were obtained from different precursor gas mixtures, from R=0.05 to R=9, where R=[SiH4]/([SiH4]+[CH4]). The structure of the a¿Si1¿xCx:H powder was analyzed by several techniques. The particles appeared agglomerated, with a wide size distribution between 5 and 100 nm. The silane/methane gas mixture determined the vibrational features of these powders in the infrared. Silicon-hydrogen groups were present for every gas composition, whereas carbon¿hydrogen and silicon¿carbon bonds appeared in methane¿rich mixtures (R-0.6). The thermal desorption of hydrogen revealed two main evolutions at about 375 and 660¿°C that were ascribed to hydrogen bonded to silicon and carbon, respectively. The estimated hydrogen atom concentration in the sample was about 50%.

Spectrum Sharing Models in Cognitive Radio

Spectrum scarcity demands thinking new ways tomanage the distribution of radio frequency bands so that its use is more effective. The emerging technology that can enable this paradigm shift is the cognitive radio. Different models fororganizing and managing cognitive radios have emerged, all with specific strategic purposes. In this article we review the allocation spectrum patterns of cognitive radio networks andanalyse which are the common basis of each model.We expose the vulnerabilities and open challenges that still threaten the adoptionand exploitation of cognitive radios for open civil networks.

Métodos de extracción de parámetros de un circuito equivalente de pequeña señal para transistores LDMOS de potencia para aplicaciones de RF

En la actualidad, la gran cantidad de aplicaciones que surgen dentro del ámbito de la radiofrecuencia hacen que el desarrollo de dispositivos dentro de este campo sea constante. Estos dispositivos cada vez requieren mayor potencia para frecuencias de trabajo elevadas, lo que sugiere abrir vías de investigación sobre dispositivos de potencia que ofrezcan los resultados deseados para altas frecuencias de operación (GHz). Dentro de este ámbito, el objetivo principal de este proyecto es el de realizar un estudio sobre este tipo de dispositivos, siendo el transistor LDMOS el candidato elegido para tal efecto, debido a su buen comportamiento en frecuencia para tensiones elevadas de funcionamiento.

Análisis y diseño de filtros apilados basados en resonadores acústicos

Durant els últims anys la demanda de filtres pas banda de ràdio freqüència, de reduïdes dimensions, lleugers i d'elevades prestacions destinats a sistemes de comunicacions inalàmbriques s'ha incrementat de forma significativa. Aquests sistemes principalment són els sistemes de telefonia mòbil de tercera generació UMTS y el sistema de navegació GPS. Els filtres actuals, basats en ressonadors SAW (Surface Acoustic Wave), tenen unes dimensions reduïdes però estan limitats en freqüència (3 GHz) i la seva tecnologia no és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. Per aquestes raons s'espera que els filtres basats en ressonadors BAW (Bulk Acoustic Wave) substitueixin als SAW. Els dos tenen dimensions similars, però els filtres BAW poden funcionar a freqüències superiors a 3 GHz, poden treballar amb nivells de potència majors, i és important destacar el fet que la seva tecnologia és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. La investigació en l'àmbit dels filtres BAW s'ha centrat en millorar els processos tecnològics i la qualitat dels materials, però s'ha treballat poc en l'adaptació de les tècniques sistemàtiques de disseny de filtres a les particularitats d'aquesta tecnologia, per tant el principal objectiu d'aquest treball és presentar mètodes sistemàtics per al disseny de filtres BAW, centrant-se en l'estudi d’estructures apilades.

Disseny i caracterització d'estructures RF amb printed electronics per a RFID

En els últims anys printed electronics està aixecant un gran interès entre la indústria electrònica. Aquest tipus de procés consisteix en imprimir circuits amb tècniques d'impressió convencionals utilitzant tintes conductores, resistives, dielèctriques o semiconductores sobre substrats flexibles de baix cost com paper o plàstic. Fer servir aquestes tècniques s'espera que suposi una reducció dels costos de producció degut a que és un procés totalment additiu el que fa que sigui més senzill i es redueixi la quantitat de material emprat. El disseny de dispositius bàsics com resistències, condensadors i bobines per posteriorment veure la relació entre simulacions i valors obtinguts ha ocupat la primera part del projecte. La segona s’ha centrat en fer prototips d’antenes per a RFID (Radio Frequency IDentification) amb la tecnologia que es disposa a CEPHIS (Centre de Prototips i Solucions Hardwre-Software). Tot això ha servit per caracteritzar la tecnologia de la que es disposa i saber en quins apartats s’ha de seguir treballant per aconseguir millors prestacions.

Especificacions, Anàlisi i Disseny d'un Programari de Gestió de Magatzems

Aquest treball de fi de carrera vol reflectir les necessitats bàsiques per al disseny d'un programari de gestió de magatzems (PGM a partir d'ara). Un PGM té la particularitat d'haver d'establir connexions entre els fluxos físics del treball propi d'un magatzem i els fluxos de dades propis d'un sistema informàtic. Les prestacions del PGM s'hauran de desenvolupar en part en terminals de radiofreqüència, ja que es considera que el treball en línia és bàsic per a gestionar un magatzem.

RFID per al control de vehicles en àrees de trànsit restringit

En aquest projecte s'ha dissenyat un sistema informàtic per controlar els esdeveniments produïts per vehicles en zones de trànsit restringit i zones de càrrega i descàrrega. La tecnologia utilitzada és RFID (Radio Frequency Identification Vehicles). Pel que fa al maquinari del projecte, s'ha desenvolupat un sistema a partir d'una placa amb un microcontrolador. Amb aquesta placa es simulen els esdeveniments i s'envien a una màquina amb estructura PC via port Sèrie. Finalment, aquesta màquina processa els esdeveniments rebuts, i els envia a través de la xarxa Ethernet a un servidor central. Pel que fa al programari del projecte, s'ha dissenyat una aplicació web amb llenguatge PHP que processarà les dades rebudes des de la màquina via Ethernet. Un cop l'aplicació rep les dades dels esdeveniments, aquesta s'encarrega d'introduir-les a la base de dades, de manera que aquesta es mantingui actualitzada en tot moment. A més, aquesta aplicació ha de permetre consultar totes les dades sobre els esdeveniments produïts, de manera que es guardi un historial d'aquests

Non-invasive RF built-in testing using on-chip temperature sensors

This poster shows how to efficiently observe high-frequency figures of merit in RF circuits by measuring DC temperature with CMOS-compatible built-in sensors.

Sistemes logístics de codificació i identificació, i perspectives de futur

Comptar amb sistemes sofisticats de gestió o programes ERP (Enterprise Resource Planning) no és suficient per a les organitzacions. Per a què aquests recursos donin resultats adequats i actualitzats, la informació d’entrada ha de llegir-se de forma automàtica, per aconseguir estalviar en recursos, eliminació d’errors i assegurar el compliment de la qualitat. Per aquest motiu és important comptar amb eines i serveis d’identificació automàtica i col•lecció de dades. Els principals objectius a assolir (a partir de la introducció al lector de la importància dels sistemes logístics d’identificació en un entorn global d’alta competitivitat), són conèixer i comprendre el funcionament de les tres principals tecnologies existents al mercat (codis de barres lineals, codis de barres bidimensionals i sistemes RFID), veure en quin estat d’implantació es troba cadascuna i les seves principals aplicacions. Un cop realitzat aquest primer estudi es pretén comparar les tres tecnologies per o poder obtenir perspectives de futur en l’àmbit de l’autoidentificació. A partir de la situació actual i de les necessitats de les empreses, juntament amb el meravellós món que sembla obrir la tecnologia RFID (Radio Frequency Identification), la principal conclusió a la que s’arribarà és que malgrat les limitacions tècniques dels codis de barres lineals, aquests es troben completament integrats a tota la cadena logística gràcies a l’estandarització i la utilització d’un llenguatge comú, sota el nom de simbologies GTIN (Global Trade Item Number), durant tota la cadena de subministres que garanteixen total traçabilitat dels productes gràcies en part a la gestió de les bases de dades i del flux d’informació. La tecnologia RFUD amb l’EPC (Electronic Product Code) supera aquestes limitacions, convertint-se en el màxim candidat per a substituir els limitats codis de barres. Tot i això, RFID, amb l’EPC, no serà un adequat identificador logístic fins que es superin importants barreres, com són la falta d’estandarització i l’elevat cost d’implantació.

Influence of RF power on the properties of sputtered ZnO:Al thin films

Transparent conducting, aluminium doped zinc oxide thin films (ZnO:Al) were deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The RF power was varied from 60 to 350Wwhereas the substrate temperature was kept at 160 °C. The structural, electrical and optical properties of the as-deposited films were found to be influenced by the deposition power. The X-ray diffraction analysis showed that all the films have a strong preferred orientation along the [001] direction. The crystallite size was varied from 14 to 36 nm, however no significant change was observed in the case of lattice constant. The optical band gap varied in the range 3.44-3.58 eV. The lowest resistivity of 1.2×10 -3Vcm was shown by the films deposited at 250 W. The mobility of the films was found to increase with the deposition power.

In situ fast ellipsometric analysis of repetitive surface phenomena

We present an ellipsometric technique and ellipsometric analysis of repetitive phenomena, based on the experimental arrangement of conventional phase modulated ellipsometers (PME) c onceived to study fast surface phenomena in repetitive processes such as periodic and triggered experiments. Phase modulated ellipsometry is a highly sensitive surface characterization technique that is widely used in the real-time study of several processes such as thin film deposition and etching. However, fast transient phenomena cannot be analyzed with this technique because precision requirements limit the data acquisition rate to about 25 Hz. The presented new ellipsometric method allows the study of fast transient phenomena in repetitive processes with a time resolution that is mainly limited by the data acquisition system. As an example, we apply this new method to the study of surface changes during plasma enhanced chemical vapor deposition of amorphous silicon in a modulated radio frequency discharge of SiH4. This study has revealed the evolution of the optical parameters of the film on the millisecond scale during the plasma on and off periods. The presented ellipsometric method extends the capabilities of PME arrangements and permits the analysis of fast surface phenomena that conventional PME cannot achieve.