Wyniki 1-10 spośród 18 dla zapytania: authorDesc:"ELIANA KAMIŃSKA"

Innowacyjne technologie wielofunkcyjnych materiałów i struktur dla nanoelektroniki, fotoniki, spintroniki i technik sensorowych - Panorama Projektu PO IG 01.03.01-00-159/08 InTechFun


  Niniejszy projekt obejmuje działania B+R wchodzace w zakres Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, w obszarze tematycznym Info, w sektorze technologii informacyjnych i telekomunikacyjnych oraz optoelektroniki. Koordynatorem Projektu jest Instytut Technologii Elektronowej (ITE) w Warszawie. W projekcie poza ITE bierze udział 6 uczelni i instytutów, obejmuje łącznie 14 zespołów naukowo-badawczych: 1. Instytut Technologii Elektronowej w Warszawie, w tym: a) Zakład Mikro- i Nanotechnologii Półprzewodników Szerokoprzerwowych, b) Zakład Badań Materiałów i Struktur Półprzewodnikowych, c) Zakład Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych, d) Zakład Analizy Nanostruktur Półprzewodnikowych. 2. Instytut Fizyki PAN, w tym: a) Ś rodowiskowe Laboratorium Fizyki i Wzrostu Kryształów Niskowymiarowych, b) Ś rodowiskowe Laboratorium Kriogeniki i Spintroniki, c) Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego, d) Ś rodowiskowe Laboratorium Badań Rentgenowskich i Elektronomikroskopowych. 3. Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, w tym: a) Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, b) Instytut Radioelektroniki. 4. Politechnika Śląska w tym: a) Wydział Elektryczny - Katedra Optoelektroniki, b) Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki - Instytut Elektroniki, c) Instytut Fizyki - Centrum Naukowo-Dydaktyczne. 5. Politechnika Łódzka, Wydział Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej, Instytut Fizyki. 6. Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki. Integrując kadrę naukową i zasoby materialne wiodących w tej dziedzinie zespołów badawczych z różnych sektorów nauki - JBR, PAN i placówek akademickich - Projekt ten ma za zadanie stworzenie otwartej platformy technologicznej umożliwiającej realizację innowacyjnych prac B+R w obszarze nanoelektroniki, fotoniki i spintroniki z wykorzystaniem półprzewodników szerokoprzerwowych przy jednoczesnym tworzen[...]

Modelowanie normalnie wyłączonych tranzystorów HEMT AlGaN/GaN z bramką p-GaN


  Tranzystory HEMT na bazie heterostruktury AlGaN/GaN, ze względu na wysoką wartość krytycznego pola elektrycznego azotków z grupy III -V oraz na wysoką gęstość i ruchliwość nośników tworzących dwuwymiarowy gaz elektronowy (2DEG) w kanale tranzystora, mogą być potencjalnie wykorzystywane jako element przełączający w układach elektronicznych dużej mocy o wysokiej sprawności [1]. Przyrządy tego typu powinny pracować w trybie normalnie wyłączonym z kanałem indukowanym (napięcie progowe Vth > 0), co zapewnia odporność układu na zaniki zasilania i związane z nimi uszkodzenia. Tranzystory HEMT AlGaN/GaN są typowo tranzystorami normalnie włączonymi z kanałem wbudowanym (napięcie progowe Vth < 0), [2]. W celu uzyskania tranzystorów z kanałem indukowanym stosuje się m.in. trawienie warstwy barierowej pod kontaktem bramki [3], płytką implantację jonów fluoru z plazmy pod kontaktem bramki [4], bądź strukturę neutralizującą efekt piezoelektryczny [5]. Wymaga to zastosowania trudnej w wykonaniu struktury epitaksjalnej, a uzyskiwane wartości napięcia progowego są zazwyczaj stosunkowo niskie. Ze względu na wymienione trudności, bardzo obiecującym sposobem uzyskiwania tranzystorów z kanałem indukowanym jest zastosowanie heterostruktury AlGaN/GaN z warstwą GaN typu p pod kontaktem bramki [6]. Bramka z warstwą GaN typu p wprowadza zubożenie nośników w kanale tranzystora, zapewniając jednocześnie niski prąd upływu. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki modelowania tranzystora HEMT AlGaN/GaN z bramką typu p-GaN. Opisano wpływ poszczególnych elementów konstrukcji na parametry elektryczne przyrządu, w szczególności na wartość napięcia progowego oraz maksymalnego prądu drenu w stanie włączenia tranzystora. Symulacje przeprowadzono za pomocą pakietu symulacyjnego ATLAS firmy Silvaco [7], a przyjęte modele parametrów przedstawiono w pracy [8]. Struktura tranzystora Na rysunku 1 przedstawiono strukturę [...]

Cienkie warstwy ZnO wytwarzane techniką magnetronowego rozpylania katodowego: mikrostruktura i funkcjonalność DOI:10.15199/ELE-2014-121


  Tlenek cynku (ZnO) jest półprzewodnikiem o strukturze krystalicznej wurcytu, charakteryzującym się szeroką przerwą energetyczną (3,4 eV), wysoką energią wiązania ekscytonów (60 meV) i łatwością domieszkowania typu n. Własności te czynią go obiektem intensywnych badań nad zastosowaniami w przezroczystej elektronice [1], optoelektronice [2-4] i fotowoltaice [5-7]. Dzięki aktywnej chemicznie powierzchni stosowany jest w czujnikach [8-10]. Podobieństwo pod względem szerokości przerwy wzbronionej, struktury krystalicznej i stabilności termicznej sprawia, że ZnO jest naturalnym kandydatem do integracji z GaN i 4H-SiC. W celu pełnego wykorzystania jego potencjału na skalę przemysłową niezbędne jest zastosowanie technik wytwarzania kompatybilnych z rygorami produkcyjnymi dotyczącymi wysokiego stopnia kontroli nad strukturą i składem chemicznym wytwarzanego materiału przy relatywnie niskich kosztach. Techniką spełniającą te warunki jest magnetronowe rozpylanie katodowe (ang. sputtering). Najnowsze rozwiązania technologiczne dla magnetronowego rozpylania katodowego umożliwiają niespotykaną wcześniej kontrolę jakości i morfologii wytwarzanych warstw materiałowych. Kontrola ich czystości i składu chemicznego możliwa jest dzięki zastosowaniu wydajnych systemów pompowania, umożliwiających osiągnięcie ultra wysokiej próżni oraz wysokiej czystości gazów procesowych i tarcz stosowanych do rozpylania materiałów. Zastosowanie w reaktorach rozpylania katodowego ceramicznych grzejników pozwala na dostarczenie dodatkowej energii do osadzanych cząstek, skutkując osiąganiem wysokiej jakości krystalograficznej. Rozbudowane narzędzia diagnostyki umożliwiają dokładne zrozumienie i projektowanie procesów osadzania. W niniejszym artykule omówione zostaną możliwości kontroli mikrostruktury i funkcjonalności cienkich warstw ZnO jakie daje najnowszej generacji reaktor magnetronowego rozpylania katodowego. W szczególności, artykuł zostanie podzielony na dwi[...]

Symulacje cienkowarstwowych tranzystorów polowych z kanałem z amorficznego In-Ga-Zn-O DOI:10.15199/ELE-2014-122


  W ostatnich latach obserwuje się globalne trendy poszukiwania nowych materiałów dla przemysłu elektronicznego [1]. Tradycyjne materiały, takie jak krzem, nie posiadają wystarczająco dobrych właściwości dla zastosowań między innymi w przezroczystej elektronice [2]. Z drugiej strony, podejście eksperymentalne stosowane do poszukiwania nowych materiałów jest czasochłonne i generuje wysokie koszty. Symulacje komputerowe pozwalają odkrywać właściwości nowych materiałów minimalizując potrzebę prowadzenia prac eksperymentalnych. Dla zastosowań w obszarze elektroniki przezroczystej nowe materiały półprzewodnikowe powinny łączyć wysoką ruchliwość nośników ładunku z wysokim poziomem transmisji optycznej w widzialnym zakresie widma promieniowania elektromagnetycznego. Wymagania te spełniają przezroczyste półprzewodniki tlenkowe o amorficznej mikrostrukturze [3]. Tranzystory cienkowarstwowe (TFT) z kanałem z tych materiałów zyskały zainteresowanie, jako przyrządy sterujące pracą pikseli w płaskich wyświetlaczach [4]. W XXI wieku dostępność i stosunkowo niski koszt mocy obliczeniowej umożliwia zastosowanie komputerowo wspomaganego modelowania materiałów amorficznych o nowej funkcjonalności. W pierwszej części niniejszego opracowania prezentujemy motywację do podjęcia badań w dziedzinie amorficznych półprzewodników tlenkowych, w szczególności nad tlenkiem indowo-galowo-cynkowym (a- IGZO). W dalszej części przedstawiamy przegląd stanu wiedzy w dziedzinie symulacji tranzystorów TFT z kanałem z amorficznego IGZO oraz wyniki naszych badań, w szczególności wyniki obliczeń numerycznych dotyczących wpływu grubości oraz wymiarów geometrycznych kanału, i grubości dielektryka na właściwości elektryczne TFT. Zaprezentujemy ponadto wyniki ekstrakcji krzywej gęstości stanów (DOS) w funkcji energii w kanale tranzystora. Motywacja Zasadniczą motywacją do badań nad amorficznymi półprzewodnikami tlenkowymi jest przekonanie o nieustannie rosnącym znacze[...]

Przezroczysty amorficzny półprzewodnik tlenkowy Zn-Ir-Si-O DOI:10.15199/ELE-2014-125


  W ostatnich latach obserwuje się gwałtowny rozwój elektroniki przezroczystej. Dziedzina ta jest ukierunkowana na projektowanie i wytwarzanie materiałów oraz przyrządów półprzewodnikowych wykorzystujących materiały łączące wysoki poziom przezroczystości z możliwością kontroli ich przewodnictwa [4]. Jednym z najistotniejszych aktywnych elementów urządzeń elektronicznych jest złącze p-n. W dziedzinie elektroniki przezroczystej, najlepiej poznane i wykorzystywane są materiały półprzewodnikowe o przewodnictwie elektronowym takie jak ZnO [5], SnO2 [6] czy amorficzny tlenek indowo-galowo-cynkowy In-Ga-Zn-O [7]. Jednym z najpoważniejszych wyzwań tej dziedziny jest opracowanie materiałów o przewodnictwie typu p oraz relatywnie wysokiej ruchliwości swobodnych dziur i możliwości kontrolowania ich koncentracji [8]. Osobliwymi i obiecującymi w kontekście badań nad półprzewodnikami tlenkowymi o przewodnictwie dziurowym są tlenki o strukturze spineli AB2O4, a w szczególności ZnB2O4, gdzie B = Co, Rh lub Ir. Materiały te ujawniają właściwości przewodnictwa typu p oraz charakteryzują się przerwą energetyczną o szerokości od ~2 eV [1, 2] do ~3 eV [3]. Synteza monokrystalicznych materiałów o strukturze spineli wymaga stosowania temperatur powyżej 1000°C. Niedawne doniesienia literaturowe informują o możliwości osadzania cienkich warstw amorficznych technikami ablacji laserowej oraz magnetronowego rozpylania katodowego [2, 3]. Tlenki o strukturze spinelu cechuje koncentracja dziur 1020 cm-3. Jednym z istotnych wyzwań tej technologii jest obniżenie koncentracji swobodnych nośników do poziomu umożliwiającego wykorzystanie tych materiałów w roli warstw aktywnych przyrządów półprzewodnikowych. Koncentrując badania nad sposobem ograniczenia koncentracji dziur w ZnIr2O4, który cechuje największa szerokość przerwy energetycznej, proponujemy wprowadzenie w s[...]

Konstrukcje tranzystorów HEMT AlGaN/GaN/Si przeznaczonych dla elektroniki mocy DOI:10.15199/13.2015.10.5


  Rosnące zapotrzebowanie na energię i nowoczesne systemy generacji energii odnawialnej wymagają coraz bardziej efektywnych sposobów gospodarowania i przetwarzania energii elektrycznej, prowadzących do znaczących oszczędności ekonomicznych. Przekształtniki energoelektroniczne są opracowywane i konstruowane od ponad 40 lat w oparciu o przyrządy półprzewodnikowe wytwarzane w technologii krzemowej. Ze względu na dojrzałość technologii i parametry elektro-fizyczne podłoża przyrządy krzemowe w wielu aspektach osiągnęły już swoje szczytowe parametry. W związku z tym przewiduje się, że szansą dla dalszego rozwoju energoelektroniki są nowe materiały i wykonywane na ich bazie nowe przyrządy półprzewodnikowe. Do nowej grupy materiałów i przyrządów zaliczyć należy z całą pewnością azotek galu i tranzystory HEMT (High Electron Mobility Transistors) na bazie heterostruktury AlGaN/ GaN pracujące w zakresie napięć do 1,2 kV. Tranzystory HEMT AlGaN/GaN szybko zdobywają popularność rynkową dzięki doskonałym parametrom elektrycznym azotku galu i powstającego w tego typu strukturach dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) w kanale (koncentracja gazu elektronowego > 5×1012 cm-2, ruchliwość elektronów > 1500 cm/Vs, prędkość unoszenia elektronów > 2×107 cm/s oraz wartość krytycznego pola elektrycznego 3,3 MV/cm) [1]. Pierwszej generacji tranzystory HEMT AlGaN/GaN dla energoelektroniki wytwarzane były na drogich podłożach z węglika krzemu bądź szafiru, co było spowodowane przede wszystkim brakiem technologii wzrostu heterostruktur azotkowych na podłożu krzemowym,. Podłoża krzemowe są jednak znacznie tańsze i są wytwarzane w postaci płytek o dużej średnicy. Nie bez znaczenia jest w tym przypadku także relatywnie duża wartość przewodności cieplnej krzemu w porównaniu z szafirem (κszafir = 0,38 W/cmK, κSi = 1,49 W/cmK). Głównym, rozwiązywanym przez wiele lat, problemem technologii wzrostu struktur epitaksjalnych tranzystora HEMT na podłożu [...]

Parametry tranzystorów GaN HEMT - wyniki I etapu projektu PolHEMT DOI:10.15199/48.2015.09.55

Czytaj za darmo! »

Celem projektu PolHEMT jest opracowanie nowego typu tranzystora mikrofalowego na pasmo S z wykorzystaniem struktur AlGaN/GaN hodowanych na podłożach z półizolacyjnego monokrystalicznego GaN wytwarzanych metodą ammonotermalną (Ammono). Referat stanowi krótkie podsumowanie pierwszego etapu projektu w formie zestawienia parametrów elektrycznych struktur GaN PolHEMT i komercyjnych tranzystorów GaN HEMT produkowanych przez wiodące firmy. Abstract. The aim of the PolHEMT project is to develop a new type of microwave transistor for S-band using the structures of AlGaN/GaN grown on a uniques type of material - a semi-insulating monocrystalline GaN substrate manufactured by ammonotermal method (Ammono). The paper provides a brief summary of the first phase of the project. It presents a report on obtained electrical parameters of GaN structures and compares them against the parameters of commercial GaN HEMT transistors manufactured by leading companies. (Electrical Parameters of GaN PolHEMT transistors - the results of the I stage of the PolHEMT project). Słowa kluczowe: mikrofale, GaN, HEMT, tranzystor, modelowanie, układy aktywne. Keywords: microwaves, GaN, HEMT, transistor, modeling, active devices.Wprowadzenie Końcowym efektem projektu PolHEMT jest opracowanie technologii i wykonanie demonstratora mikrofalowego tranzystora AlGaN/GaN HEMT o mocy wyjściowej ponad 10 W na zakres częstotliwości do 4 GHz z przeznaczeniem dla krajowego przemysłu radiolokacyjnego. Innowacyjność projektu, w skali światowej, polega na hodowaniu struktur półprzewodnikowych AlGaN/GaN na monokrystalicznym półizolacyjnym podłożu GaN wytwarzanym unikatową metodą ammonotermalną przez firmę Ammono - konsorcjanta PolHEMT. Do wzrostu heterostruktur o wysokiej koncentracji i ruchliwości dwuwymiarowego gazu elektronowego (2-DEG) i o zwiększonej perfekcji strukturalnej wykorzystano techniki MOVPE (IWC) i MBE (IF PAN) [1]. W pierwszym etapie projektu wytwarzano głównie strukt[...]

Wpływ procesów przygotowania podłoża 4H-SiC na właściwości diod Schottky’ego

Czytaj za darmo! »

Prezentowane w ostatnich latach wyniki prac związanych z właściwościami interfejsu SiO2/SiC badanego głównie pod kątem zastosowania warstw termicznego dwutlenku krzemu w obszarze bramki wysokonapięciowego tranzystora MOSFET wskazują na poważne problemy w uzyskaniu parametrów elektro-fizycznych wspomnianego interfejsu porównywalnych lub nawet zbliżonych do wartości uzyskiwanych w technologii [...]

Badania strukturalne warstw węglowych w niklowych kontaktach omowych za pomocą widzialnej i nadfioletowej spektroskopii ramanowskiej


  Węglik krzemu jest uważny za bardzo dobry materiał do wytwarzania układów elektronicznych wysokiej mocy oraz wysokiej częstości ze względu na: dobrą przewodność cieplną oraz duże napięcie przebicia [1]. Tworzenie kontaktów omowych na podłożu SiC wykonuje się poprzez osadzanie warstwy metalicznej oraz wygrzanie układu (annealing) w temperaturze około 1000°C [2-4]. Najczęściej używanym do tworzenia kontaktów z SiC typu n metalem jest Ni ze względu na formowanie kontaktów o niskiej rezystywności ~ 10-6 Ω cm2 [2, 5]. Pomimo że postuluje się kilka mechanizmów formowania kontaktów omowych [1, 6-9] dwa aspekty są określone jednoznacznie: tworzenie krzemków na powierzchni SiC nie wystarcza do tworzenia kontaktu [2] oraz początkowa struktura warstwy węglowej pomiędzy SiC a pierwszą warstwą niklu nie ma wpływu na tworzenie kontaktu omowego [4, 10]. Zaprezentowane badania pokazują zmiany struktury warstwy węglowej pod wpływem wygrzewania oraz migrację atomów węgla do powierzchni swobodnej krzemku. Warunki eksperymentalne Próbki. Jako podłoży użyto trzech płytek 4H-SiC (Cree Research Inc.), na których osadzono warstwę SiC o grubości 2,97 μm typu n otrzymaną poprzez domieszkowanie azotem. Na próbkach osadzono następującą sekwencję warstw C/Ni/Si/Ni/Si o grubościach: C - 3 nm, Ni - 30 nm i Si - 33 nm. Próbki poddano wygrzewaniu w dwóch etapach. W pierwszym wszystkie próbki wygrzano przez 15 min. w 600°C w atmosferze N2 w celu uformowania krzemków. W drugim etapie każdą z próbek poddano wygrzaniu w wyższej temperaturze przez 3 min. też w atmosferze N2. Dokładne warunki wygrzewania próbek oraz wartości oporności podano w tab. 1. Oznaczenia próbek z tab. 1: nsc1_1, nsc1_2 i nsc1_3 będą konsekwentnie stosowane w dalszym tekście. (Coherent Inc., USA) λ = 488 nm oraz jej drugiej harmonicznej λ = 244 nm. Zmotoryzowany stolik (Ludl Electronics, USA) umożliwiał pozycjonowanie próbek z dokładnością 20 nm w kierunkach x lub y o[...]

Wpływ defektów o głębokich poziomach na wysokość bariery w diodzie Schottky’ego 4H-SiC


  Węglik krzemu (SiC) ma doskonałe fizyczne, chemiczne oraz elektroniczne właściwości, takie jak: szeroka przerwa energetyczna, duża prędkość unoszenia nośników, wysokie napięcie przebicia pola elektrycznego, wysoka przewodność termiczna oraz wysoka odporność na promieniowanie. Dzięki tak korzystnym właściwościom, SiC jest szeroko stosowany w przyrządach pracujących w warunkach wysokiej częstotliwości, dużej mocy oraz wysokiej temperatury. Jednak wytwarzanie przyrządów opartych na SiC napotyka czasami trudności z powodu dużego prądu upływu. W dostępnej literaturze podano wiele wyjaśnień tego zjawiska, wśród nich można znaleźć teorię o wpływie defektów o głębokich poziomach na wysokość bariery Schottky’ego [1-2] i pośrednio charakterystyki I-V. W pracach tych przypuszcza się, że poziom Fermiego jest lokalnie "przyszpilony" przez skupiska defektów, co powoduje powstanie miejscowych obszarów o obniżonej wysokości bariery. Zaobserwowano również [2], że prąd wsteczny zwiększał się, a wysokość bariery zmniejszała się z rosnącą koncentracją defektów. Wśród defektów odpowiedzialnych za to zjawisko, wskazano [1] na dobrze znaną pułapkę Z1/Z2 oraz niezidentyfikowaną pułapkę z pikem katodoluminescencji (CL) 2,2 eV powyżej pasma walencyjnego. W pracy zaprezentowano wyniki charakteryzacji defektów przy pomocy niestacjonarnej spektroskopii głębokich poziomów (DLTS) oraz wyniki symulacji wpływu koncentracji dominującego defektu na wysokość bariery Schottky’ego. W szczególności wyznaczono koncentrację tego defektu potrzebną do "przyszpilenia" poziomu Fermiego. Eksperyment W trakcie badań wykorzystano komercyjne struktury węglika krzemu 4H SiC typu n, otrzymane techniką CVD (Chemical Vapour Deposition) w firmie CREE. Struktury wykonano na podłożu o grubości 370 μm i rezystywności 0,015…0,028 Ωcm. Na podłożu osadzono kolejno warstwy epitaksjalne o grubości 0,5 μm i koncentracji nośników 1018 cm-3 oraz grubośc[...]

 Strona 1  Następna strona »