Filmes finos dielétricos para a tecnologia do silício : processamento térmico e caracterização

O rápido avanço tecnológico coloca a tecnologia do Si diante de um grande desafio: substituir o dielétrico de porta utilizado por mais de 40 anos em dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor), o óxido de silício (SiO2), por um material alternativo com maior constante dielétrica. Nesse contexto, vários materiais têm sido investigados. Nesta tese concentramos nossa atenção em três candidatos: o óxido de alumínio (Al2O3), o silicato de zircônio (ZrSixOy) e o aluminato de zircônio (ZrAlxOy). Nossos resultados experimentais baseiam-se em técnicas de análise com feixes de íons ou raios-X e de microscopia de força atômica. No caso do Al2O3, investigamos a difusão e reação de oxigênio através de filmes relativamente espessos (35 nm) quando submetidos a tratamento térmico em atmosfera oxidante, e os efeitos que esses processos provocam em filmes finos (6,5 nm) de Al2O3 depositados sobre uma estrutura SiO2/Si. Observamos que o processo de difusão-reação em filmes de Al2O3 é diferente do observado em filmes de SiO2: no primeiro caso, oxigênio difunde e incorpora-se em todo o volume do filme, enquanto que em filmes de SiO2, oxigênio difunde através do filme, sem incorporar-se em seu volume, em direção à interface SiO2/Si, onde reage. Além disso, quando oxigênio atinge a interface Al2O3/Si e reage com o Si, além da formação de SiO2, parte do Si migra em direção ao Al2O3, deslocando parte dos átomos de Al e de O. Modelos baseados em difusão e reação foram capazes de descrever qualitativamente os resultados experimentais em ambos os casos. A deposição de filmes de Al2O3 sobre Si por deposição química de camada atômica a partir de vapor também foi investigada, e uma nova rotina de deposição baseada em préexposição dos substratos de Si ao precursor de Al foi proposta. As estruturas ZrSixOy/Si e ZrAlxOy/Si (ligas pseudobinárias (ZrO2)z(SiO2)1-z e (ZrO2)z(Al2O3)1-z depositadas sobre Si) foram submetidas a tratamentos térmicos em oxigênio ou vácuo com o objetivo de investigar possíveis instabilidades. Os tratamentos térmicos não provocaram instabilidades na distribuição de Zr, mas migração e incorporação de Si no filme dielétrico foram observadas durante os dois tratamentos para ambos os materiais.

Relaxação estrutural de camadas pseudomórficas de SiGe/Si(100) induzida pela implantação iônica de He ou Si e tratamento térmico

O Si tensionado (sSi) é um material com propriedades de transporte eletrônico bastante superiores as do Si, sendo considerado como uma alternativa importante para a produção de dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor) de mais alta performance (e.g. freqüências de operação f>100 GHz). O sSi é obtido através do crescimento epitaxial de Si sobre um substrato de mesma estrutura cristalina, porém com parâmetro de rede diferente. Esta tese apresenta uma investigação detalhada de um novo método que possibilita a produção de camadas relaxadas de Si1xGex com espessuras inferiores a 300 nm, consideradas como a melhor alternativa tecnológica para a produção de sSi. Este método envolve a implantação de íons de He+ ou de Si+ em heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) e tratamentos térmicos. Foram estudados os efeitos dos diversos parâmetros experimentais de implantação e tratamentos térmicos sobre o processo de relaxação estrutural, utilizando-se heteroestruturas pseudomórficas de Si1-xGex/Si(001) crescidas via deposição de vapor químico, com distintas concentrações de Ge (0,19x 0,29) e com espessuras entre 70 e 425 nm. Com base no presente estudo foi possível identificar diversos mecanismos atômicos que influenciam o processo de relaxação estrutural das camadas de Si1-xGex/Si(001). O processo de relaxação é discutido em termos de um mecanismo complexo que envolve formação, propagação e interação de discordâncias a partir de defeitos introduzidos pela implantação. No caso das implantações de He, por exemplo, descobrimos que podem ocorrer perdas de He durante as implantações e que este efeito influencia negativamente a relaxação de camadas finas. Além disso, também demonstramos que os melhores resultados são obtidos para energias e fluências de implantação que resultam na formação de bolhas planas localizadas no substrato de Si a uma distância da interface equivalente a uma vez a espessura da camada de SiGe. O grau de relaxação satura em 50% para camadas de SiGe com espessura 100 nm. Este resultado é discutido em termos da energia elástica acumulada na camada de SiGe e da retenção de He. No caso de implantações de Si, discutimos a formação de defeitos tipo {311} e sua transformação térmica em discordâncias. Este estudo resultou numa visão abrangente dos principais fatores limitantes do processo, bem como na otimização dos valores de parâmetros experimentais para a produção de camadas de SiGe com alto grau de relaxação e com baixa densidade de defeitos.

Uma interface para o aumento da faixa de freqüências de operação de FPAAS

O crescente avanço nas mais diversas áreas da eletrônica, desde instrumentação em baixa freqüência até telecomunicações operando em freqüências muito elevadas, e a necessidade de soluções baratas em curto espaço de tempo que acompanhem a demanda de mercado, torna a procura por circuitos programáveis, tanto digitais como analógicos, um ponto comum em diversas pesquisas. Os dispositivos digitais programáveis, que têm como grande representante os Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), vêm apresentando um elevado e contínuo crescimento em termos de complexidade, desempenho e número de transistores integrados, já há várias décadas. O desenvolvimento de dispositivos analógicos programáveis (Field Programmable Analog Arrays – FPAAs), entretanto, esbarra em dois pontos fundamentais que tornam sua evolução um tanto latente: a estreita largura de banda alcançada, conseqüência da necessidade de um grande número de chaves de programação e reconfiguração, e a elevada área consumida por componentes analógicos como resistores e capacitores, quando integrados em processos VLSI Este trabalho apresenta uma proposta para aumentar a faixa de freqüências das aplicações passíveis de serem utilizadas tanto em FPAAs comerciais quanto em outros FPAAs, através da utilização de uma interface de translação e seleção de sinais, mantendo características de programabilidade do FPAA em questão, sem aumentar em muito sua potência consumida. A proposta, a simulação e a implementação da interface são apresentadas ao longo desta dissertação. Resultados de simulação e resultados práticos obtidos comprovam a eficácia da proposta.

Junções rasas em Si e SIMOX

Foi estudado o comportamento do As (dopante tipo n) em dois tipos diferentes de substratos de Si: bulk e SIMOX (Separation by IMplanted OXygen). Ambos os substratos receberam uma implantação de 5x1014 cm-2 de As+ com energia de 20 keV. Após as implantações, as amostras foram recozidas por um dos dois processos a seguir: recozimento rápido (RTA, Rapid Thermal Annealing) ou convencional (FA, Furnace Annealing). A caracterização física e elétrica foi feita através do uso de diversas técnicas: SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), MEIS (Medium Energy Ion Scattering), medidas de resistência de folha, medidas Hall e medidas de perfil de portadores por oxidação anódica. Na comparação entre os substratos SIMOX e Si bulk, os resultados indicaram que o SIMOX se mostrou superior ao Si bulk em todos os aspectos, ou seja, menor concentração de defeitos e menor perda de dopantes para a atmosfera após os recozimentos, maior concentração de portadores e menor resistência de folha. A substitucionalidade do As foi maior no SIMOX após RTA, mas semelhante nos dois substratos após FA. Na comparação entre RTA e FA, o primeiro método se mostrou mais eficiente em todos os aspectos mencionados acima. As explicações para o comportamento observado foram atribuídas à presença de maior concentração de vacâncias no SIMOX do que no Si bulk e à interação destas vacâncias com os dopantes.

Injustiça ambiental: um estudo de caso do bairro do Caju, Zona Portuária do Rio de Janeiro

Desde o final do período monárquico, e já no nascimento da república, o problema social da pobreza e das favelas já impactava a formação da cidade do Rio de Janeiro. Ao longo dos anos, a questão adotou muitas faces e muitos discursos. A partir do momento em que os governos do Estado e do Município, desde os anos de 1950, tornaram as representações populares das favelas parte de suas representações políticas, o poder de discussão, participação e reivindicação dessa parcela da população foi diminuído e disperso. Tal fato abriu caminho para a manipulação de investimentos e políticas públicas que aumentaram a desigualdade social e, por conseguinte, em locais como o bairro do Caju, promoveram políticas de crescimento empresarial tão intensas e predatórias, que criaram, em concomitância aos problemas sociais, graves quadros de injustiça ambiental. Na busca pelo fortalecimento deste palco de debates, esta pesquisa pretende colaborar com a composição do retrato de uma região, pouco visível no município do Rio de Janeiro, que, desde sua ocupação como área de moradia, vem sendo transformada em território utilitário de exploração ambiental. Nela, as desigualdades afloram e aprisionam uma população cada vez maior nos circuitos de risco social e ambiental. O resultado desta pesquisa é a exposição de uma realidade frágil e a discussão mais profunda sobre a situação social e ambiental do bairro do Caju.

Design of boundary-scan testing in CMOS image sensors for industrial applications: internship repor

Tests on printed circuit boards and integrated circuits are widely used in industry,resulting in reduced design time and cost of a project. The functional and connectivity tests in this type of circuits soon began to be a concern for the manufacturers, leading to research for solutions that would allow a reliable, quick, cheap and universal solution. Initially, using test schemes were based on a set of needles that was connected to inputs and outputs of the integrated circuit board (bed-of-nails), to which signals were applied, in order to verify whether the circuit was according to the specifications and could be assembled in the production line. With the development of projects, circuit miniaturization, improvement of the production processes, improvement of the materials used, as well as the increase in the number of circuits, it was necessary to search for another solution. Thus Boundary-Scan Testing was developed which operates on the border of integrated circuits and allows testing the connectivity of the input and the output ports of a circuit. The Boundary-Scan Testing method was converted into a standard, in 1990, by the IEEE organization, being known as the IEEE 1149.1 Standard. Since then a large number of manufacturers have adopted this standard in their products. This master thesis has, as main objective: the design of Boundary-Scan Testing in an image sensor in CMOS technology, analyzing the standard requirements, the process used in the prototype production, developing the design and layout of Boundary-Scan and analyzing obtained results after production. Chapter 1 presents briefly the evolution of testing procedures used in industry, developments and applications of image sensors and the motivation for the use of architecture Boundary-Scan Testing. Chapter 2 explores the fundamentals of Boundary-Scan Testing and image sensors, starting with the Boundary-Scan architecture defined in the Standard, where functional blocks are analyzed. This understanding is necessary to implement the design on an image sensor. It also explains the architecture of image sensors currently used, focusing on sensors with a large number of inputs and outputs.Chapter 3 describes the design of the Boundary-Scan implemented and starts to analyse the design and functions of the prototype, the used software, the designs and simulations of the functional blocks of the Boundary-Scan implemented. Chapter 4 presents the layout process used based on the design developed on chapter 3, describing the software used for this purpose, the planning of the layout location (floorplan) and its dimensions, the layout of individual blocks, checks in terms of layout rules, the comparison with the final design and finally the simulation. Chapter 5 describes how the functional tests were performed to verify the design compliancy with the specifications of Standard IEEE 1149.1. These tests were focused on the application of signals to input and output ports of the produced prototype. Chapter 6 presents the conclusions that were taken throughout the execution of the work.

An investigation of Hebbian phase sequences as assembly graphs

Hebb proposed that synapses between neurons that fire synchronously are strengthened, forming cell assemblies and phase sequences. The former, on a shorter scale, are ensembles of synchronized cells that function transiently as a closed processing system; the latter, on a larger scale, correspond to the sequential activation of cell assemblies able to represent percepts and behaviors. Nowadays, the recording of large neuronal populations allows for the detection of multiple cell assemblies. Within Hebb's theory, the next logical step is the analysis of phase sequences. Here we detected phase sequences as consecutive assembly activation patterns, and then analyzed their graph attributes in relation to behavior. We investigated action potentials recorded from the adult rat hippocampus and neocortex before, during and after novel object exploration (experimental periods). Within assembly graphs, each assembly corresponded to a node, and each edge corresponded to the temporal sequence of consecutive node activations. The sum of all assembly activations was proportional to firing rates, but the activity of individual assemblies was not. Assembly repertoire was stable across experimental periods, suggesting that novel experience does not create new assemblies in the adult rat. Assembly graph attributes, on the other hand, varied significantly across behavioral states and experimental periods, and were separable enough to correctly classify experimental periods (Naïve Bayes classifier; maximum AUROCs ranging from 0.55 to 0.99) and behavioral states (waking, slow wave sleep, and rapid eye movement sleep; maximum AUROCs ranging from 0.64 to 0.98). Our findings agree with Hebb's view that assemblies correspond to primitive building blocks of representation, nearly unchanged in the adult, while phase sequences are labile across behavioral states and change after novel experience. The results are compatible with a role for phase sequences in behavior and cognition.

Adequação bioclimática para os espaços urbanos abertos do centro de Fortaleza, CE

This research presents a study investigating the correlation between the environmental-physycal charcateristics of cities and the formation of its micro-climates. The study was conducted in the central area of Fortaleza characterized as a stable and consolidated area, where the city originated and currently faces serious problems in its urban dynamics. The points of measurements were determined by the elaboration and analysis of topography maps, height of buildings, land use, type of surface coating and vegetation, following the methodology of Katzschner (1997). A zoning map was then determined, according to common morphological characteristics of the 12 measurement points, which were based on a set of Romero s (2001) bioclimatic criteria. Air measurements, temperature, humidity, intensity and direction of winds were made in transect form in two different circuits in the study area, with six points of data collection in each area, in three different times: 6:00 am, 1:00pm and 7:00pm, during two periods of the year: August 2008 and March 2009. The results verified the influence of different environmental-physical types in the behavior of the climatic variables that were collected. A verticalização tão condenada em algumas situações se bem equilibrada e controlada pode reduzir as temperaturas do ar através do sombreamento dos espaços urbanos e possibilidade de maior permeabilidade a ventilação natural. The highest average air temperature and lower humidity were recorded at the point I at all times. This situation may have been in result of the high density, poor vegetation and extended paving of the ground. According to the results, it s clear the positive influence vegetation has on easing air temperature. Another indicator observed that areas with a greater variation in building heights tend to present decreased average air temperature. High rise structure, planned in accordance to urban air quality parameters, can reduce air temperatures by the shading of urban spaces and the possibility of greater penetration of natural ventilation

Indústria cultural e forró eletrônico no Rio Grande do Norte

The present study aimed to understand how and to what extent the electronic forró, currently hegemonic in the music market in the state of Rio Grande do Norte, establishes and maintains relations of domination in the social contexts in which it is produced, transmitted and received. Based, in significant form-content, on the writings of the first generation of theorists of the so-called Frankfurt School (Critical Theory), particularly with Theodor W. Adorno, and systematically using the contributions of the Cultural Studies (from the Centre for Contemporary Cultural Studies of Birmingham) and of the sociology of Pierre Bourdieu, this study aimed to perform, in the fertile intersection of these references, a critical possibility of interpretation of the electronic forró predominantly spread in the state of Rio Grande do Norte. To this end, aiming at a better apprehension of the so-called capital circuits/culture circuits , this study resulted from a qualitative investment of research, based on structured interviews with musicians, entrepreneurs of the sector and music consumers, as well as on the analysis of the themes contained in the official discography of the electronic forró band called Garota Safada (Shameless Girl). As a general empirical conclusion, it was possible to infer that far from the significant presence of domination or mere prevalence of oppositions, there is a relational pluralism of forms of domination and ways of resistances present in the production and consumption of electronic forró, regardless of gender, age, income, education or place of residence. However, the artifices of the cultural industry has been shown to be efficient: from large-scale businessmen to small producers enabled by the so-called open markets . The currentness of the concept of cultural industry is based on the idea that its products are offered systematically (the systematic insistence of everything to everyone) and on the notion that its production primarily meets the administrative criteria of control over the effects on the receiver (capacity of prescription of desires). Thus, the Adornian reflection on the pseudo-individualization leads to the inference that even in some of the most apparent ways of negotiation and/or refusal regarding the consumption of forró, certain behaviors of the cultural industry still prevail both in the very (re)interpretation of the forró and in the choice of other music genres also standardized, rationalized and massified. Therefore, despite the absence of cause-effect relation and the recognition of the popular capacity of re-elaboration and contestation of the media consumption, some world views prevailing in relation to the electronic forró establish or, at least, support some hegemonic ideologies, especially those concerning the life style, consumption and genre relations (fun by all means). Therefore, due the massification of certain songs, some ways of dissemination of values, beliefs and feelings are potentially experienced from the electronic forró. So, it is presumable that in the current advance of the process of semiformation (Halbbildung), the habitus of a part of the youth from the state of Rio Grande do Norte reinforces and is reinforced by the centrality of the trinomial fun, love and sex present in the songs, emphasized in some constructive practices of sense and in certain flows of social significance

Prevalência e fatores de risco de leptospirose bovina no Estado do Maranhão

Foram investigados a prevalência e os fatores de risco da leptospirose bovina no Estado do Maranhão. O Estado foi dividido em quatro circuitos amostrais com base em parâmetros de produção distintos que variam conforme os diferentes sistemas de produção, as práticas de manejo, a finalidade de exploração, o tamanho médio dos rebanhos e os sistemas de comercialização. Objetivou-se estudar as características epidemiológicas da leptospirose bovina no Estado do Maranhão, de modo a determinar a prevalência em bovinos e em rebanhos, detectar as sorovariedades de Leptospira spp. presentes, identificar os fatores de risco eventualmente associados à leptospirose em bovinos e diferenciar os circuitos pecuários entre si no que se refere à prevalência de leptospirose. A pesquisa foi realizada em 136 propriedades rurais pertencentes ao circuito I, no qual 841 fêmeas bovinas com idade igual ou superior a 24 meses foram analisadas; 238 do circuito II, com 2.582 fêmeas analisadas; 122 do circuito III, com 869 fêmeas analisadas; e 77 do circuito IV, com 540 fêmeas analisadas; no total, 573 propriedades e 4.832 fêmeas foram estudadas. A presença de anticorpos contra Leptospira spp. foi verificada pela técnica de soroaglutinação microscópica (SAM). Das 4.832 fêmeas bovinas analisadas, 1.904 (35,94%; IC 95% = 33,01% - 38,98%) foram reagentes. Das 573 propriedades analisadas, 380 (64,81%; IC 95% = 61,10% - 68,35%) foram consideradas positivas. As sorovariedades Hardjo e Wolffi foram as mais frequentes em todo o Estado. O circuito III foi o que apresentou menor prevalência de leptospirose em todas as comparações. As variáveis identificadas como fatores de risco de leptospirose foram: presença de equinos (p = 0,000), presença de capivaras (p = 0,034) e rebanhos bovinos com 32 ou mais fêmeas adultas (p = 0,002).

Uma intervenção educativa para profissionais de saúde na prevenção de pneumonia associada à ventilação mecânica

Quasi-experimental study, prospective with quantitative approach, performed at the Hospital do Coração in Natal, aimed at verified the existence of difference between the care given by health professionals to the patients under mechanical ventilation (MV) in the Intensive Care Unit, before and after an educative intervention. The population was of 31 professionals, with data collected between november 05 of 2007 to march 27 of 2008. The results show a yong population, female gender, middle level of education, nursing technique, working between 05 and 09 years on nursing profession, and 01 to 04 years on Intensive Care Unit; almost all, never had an kind of training over prevent pneumonia associated to mechanical ventilation; from those that had training, occur on the work place with duration from 12 to 24 hours. About endotracheal intubation, the cuff was tested with a sterilized syringe had a positive change after a educative intervention, increased from 75,0% to 100,0%; the sterile guide was used on 75,0% before and 100,0% after an educative intervention. Regarding endotracheal suction procedure, was not informed to the patient on 72,7% before, however was informed on 56,7% after; the hands was not previously washed 68,5% before, however was 63,3% after the procedure; mask was used on 74,2 % opportunities before and 76,7% after; the aspiration catheter had adequated size on 98,9% observation before and 100,0% after; the gaze was sterilized on 95,7% before and 100,0% after; the ventilator was connected to the patient during the aspiration intervals on 94,4% observation before and 100,0% after; the ambu bag was clean and protected on 76,1% before and 85,7% after; the aspiration catheter was discarded after be used on 98,9% before and 100,0% after; FIO2 was turned to the begging value on 32,9% observation before and 12,0% after; before the procedure 71,9% professions washed their hands and 73,3% after; before, notes of aspiration results were performed on 70,8% observation and 86,7% after. Regarding devices used on respiratory tract, aspirator flasks were not swapped on 84,6% observations before and 71,0% after; daily látex extention change was not performed on 93,6% observation before and 87,1% after; the ambu bag change was not performed on 50,0% observation before even if was duty or unprotected and on 75,8% opportunities was changed, after; nebulization was not prepared with sterile fluids or manipulated aseptically on 65,2% observation before, perhaps was on 71,7% after; before nebulizers were not changed on 65,2% observations, perhaps were on 60,9% after. Concerning ventilator breathing circuits, condense fluids cumulated on circuits were removed on 55,0% opportunities before, and 64,0% after; moisturizer was not filled with sterile water when already had small amount of liquid inside on 78,4% observations before, and 90,2% after; MV circuits were changed on 97,0% observations on presence of visible duty or when presents some kind of failure, before and 98,4% after. About body position, on 51,3% observations the decubitus position change were done before and 78,2% after; fowler position was maitened on 95,5% observations before and 98,2% after; Regarding respiratory physiotherapy, enteral diet was not interrupted before respiratory physiotherapy on 94,9% before and 90,0% after; respiratory physiotherapy devices were not disinfected or sterile on 69,6% observations before but they re on 60,0% after; before the cateter was not tested before introduction enteral diet or medications on 100,0% but after was done on 15,2%. About enteral feeding, intestine motility and measure of stomach contents were not done on 100,0% observations before, but was 15,2% after. We conclude that 05 of 07 valuated procedures in relation to MV, had a significant improvement on quality of care given after educative intervention, when compared before intervention

Avaliação de economias de escala e escopo no desempenho de equipes de serviços aplicando Análise de Envoltória de Dados DEA: um estudo em Empresa de Telecomunicações no Brasil

This Master s Thesis proposes the application of Data Envelopment Analysis DEA to evaluate economies of scale and economies of scope in the performance of service teams involved with installation of data communication circuits, based on the study of a major telecommunication company in Brazil. Data was collected from the company s Operational Performance Division. Initial analysis of a data set, including nineteen installation teams, was performed considering input oriented methods. Subsequently, the need for restrictions on weights is analyzed using the Assurance Region method, checking for the existence of zero-valued weights. The resulting returns to scale are then verified. Further analyses using the Assurance Region Constant (AR-I-C) and Variable (AR-I-V) models verify the existence of variable, rather than constant, returns to scale. Therefore, all of the final comparisons use scores obtained through the AR-I-V model. In sequence, we verify if the system has economies of scope by analyzing the behavior of the scores in terms of individual or multiple outputs. Finally, conventional results, used by the company in study to evaluate team performance, are compared to those generated using the DEA methodology. The results presented here show that DEA is a useful methodology for assessing team performance and that it may contribute to improvements on the quality of the goal setting procedure.