Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Regina PASZKIEWICZ"

Modelling of temperature dependence of quantum well solar cell parameters

Czytaj za darmo! »

The development of solar cells market is oriented on fabrication cost reduction and conversion efficiency enlargement of these devices [1] thus various techniques are intensively investigated. In consequence AIII-BV solar cell structures become more complicated. Solar cells with AIII-BV quantum wells (QW) have attracted great attention of researchers mainly by the tremendous predicted values[...]

Badanie elektrycznych właściwości powierzchni heterostruktur AlGaN/GaN/Si technikami mikroskopii ze skanującą sondą i oświetleniem DOI:10.15199/48.2019.09.33

Czytaj za darmo! »

Techniki mikroskopii ze skanującą sondą (ang. Scanning Probe Microscopy - SPM) takie jak mikroskopia sił atomowych (ang. Atomic Force Microscopy - AFM) oraz skaningowa mikroskopia tunelowa (ang. Scanning Tunelling Microscopy - STM) stały się podstawowymi metodami mapowania topografii powierzchni materiałów z rozdzielczością dochodzącą do dziesiątek części nanometrów. W trakcie dalszego rozwoju tych technik opracowano wiele tak zwanych zaawansowanych trybów pomiarowych, pozwalających na uzyskanie informacji o lokalnych elektrycznych, mechanicznych i magnetycznych właściwościach materiałów. W technologii przyrządów półprzewodnikowych, których rozwój odbywa się w głównej mierze poprzez zmniejszanie wymiarów charakterystycznych aktywnych obszarów struktur oraz wprowadzanie nowych materiałów, szczególne ważne jest określanie właściwości elektrycznych z rozdzielczością nanometrową. Techniki takie jak: skaningowa mikroskopia potencjału powierzchniowego (ang. Scanning Surface Potential Microscopy - SSPM), skaningowa mikroskopia rezystancji rozproszonej (ang. Scanning Spreading Resistance Microscopy - SSRM) oraz skaningowa mikroskopia pojemnościowa (ang. Scanning Capacitance Microscopy - SCM) są wykorzystywane zarówno do badań klasycznych przyrządów krzemowych [1], ale też między innymi: ogniw słonecznych GaAs [2], detektorów optycznych GaN [3], heterostruktur tranzystorowych AlGaN/GaN/Si [4] oraz nanowłókien ZnO [5]. W niniejszej pracy, przedstawione zostaną wyniki charakteryzacji hetersostruktur AlGaN/GaN/Si metodami skaningowej mikroskopii pojemnościowej i skaningowej mikroskopii potencjału powierzchniowego z jednoczesnym, kontrolowanym oświetleniem próbki określonymi długościami fal. Pomiar przeprowadzony w taki sposób, ma umożliwić dokładniejsze zbadanie lokalnych niejednorodności struktur spowodowanych występowaniem defektów i/lub niejednorodności składu lub grubości warstw epitaksjalnych Eksperyment Pomiary zostały wyko[...]

Pomiary in-situ jednorodności temperatury i ex-situ grubości osadzonej warstwy w systemie epitaksjalnym AIXTRON CCS 3 x 2" DOI:10.15199/48.2019.10.40

Czytaj za darmo! »

Kontrola temperatury in-situ podczas procesu epitaksji z fazy gazowej z zastosowaniem związków metaloorganicznych (MOVPE) może dostarczyć informacje o warunkach wzrostu. Pomiary temperatury in-situ podstawy grafitowej są wykorzystywane do określania jednorodności temperaturowej, które są kluczowe dla powtarzalnego wytwarzania jednorodnych przyrządowych heterostruktur półprzewodnikowych. Pomiary temperatury można wykonać przy użyciu termopary, pirometru lub spektrofotometru. Klasycznie stosowane w reaktorach epitaksjalnych pomiary wykonane z wykorzystaniem termopary są obarczone dużym błędem ze względu na umiejscowienie termopar i konstrukcję reaktora. Inną metodą jest pomiar temperatury z użyciem pirometrów np. monochromatycznych. Niestety pomiary takie są obarczone dużym błędem ze względu na zmianę emisyjności podłoża oraz zmiany transmisyjności w ośrodku. Wpływ wymienionych czynników można wyeliminować wykorzystując pirometrię wielobarwną, która sprowadza się do analizy spektrum promieniowania podstawy grafitowej. Uzyskiwanie jednorodnych warstw półprzewodnikowych wytwarzanych na potrzeby przyrządów elektronicznych takich jak np. lateralne tranzystor AlGaN/GaN HEMT lub tranzystory wertykalne AlGaN/GaN VHEMT wymaga dokładnej kontroli temperatury, która bezpośrednio wpływa na warunki wzrostu osadzanej warstwy. W przyrządach opartych na związkach AIIIN osadzanych na sieciowo niedopasowanych podłożach (Si, SiC i Al203) wymagane jest osadzanie grubych i jednorodnych warstw buforowych w celu wyeliminowania wpływu warstw przewodzących krystalizujących na heteroepitaksjalnym podłożu oraz poprawy jakości krystalograficznej rosnącej wielowarstwy. Wykorzystując promieniowanie podstawy grafitowej rozgrzanej do temperatury około 1000 ͦC przechodzące przez osadzaną heterostrukturę, można oceniać grubość rosnącej warstwy na podstawie kolejnych interferencji i współczynnika załamania światła materiału. W pracy przedstawiono spo[...]

Czujnik wodoru AlGaN/GaN FAT-HEMT


  Heterostruktury AlGaN/GaN typu HEMT (ang. High Electron Mobility Transistors), ze względu na swoje unikalne właściwości [1], stanowią podstawę konstrukcji wielu przyrządów Elektronicznych - tranzystorów mikrofalowych [2], w tym na zakres THz, czujników gazów [3] i przetworników w czujnikach biologicznych [2]. Jest to związane z dużą nasyconą prędkością unoszenia elektronów 2DEG (ang. Two-Dimensional Electron Gas) w kanale tranzystora (~2,5 × 107 cm/s), dużym maksymalnym napięciem przebicia (~3,3 MV/cm) oraz odpornością materiału na działanie czynników chemicznych i wysokiej temperatury. Jednym z istotnych wyzwań współczesnej elektroniki jest ich zastosowanie do konstrukcji czujników wodoru, które będą mogły pracować w systemach bezpieczeństwa silników na paliwo wodorowe i wodorowych ogniw paliwowych. Aby czujniki te mogły być zastosowane, do detekcji nieszczelności muszą zapewniać szybki czas reakcji na wodór, już przy możliwie małych jego koncentracjach oraz szeroki zakres defekowanych stężeń. W WEMiF PWr opracowano technologię i konstrukcję diodowych i tranzystorowych czujników wodoru na bazie heterostruktur AlGaN/GaN z palladowymi i platynowymi elektrodami katalitycznymi [4]. Typowo odpowiedzi czujników wodoru na bazie hetero struktur AlGaN/GaN są badane w zakresie koncentracji wodoru od dziesiątek do setek ppm [5]. W artykule zbadano odpowiedzi opracowanego w WEMiF PWr, czujnika AlGaN typu FAT-HEMT (tzw. "Tłusty-HEMT") z bramką katalityczną Pt) w szerokim zakresie stężeń wodoru w azocie 0,1…3000 ppm w celu określenia potencjalnych obszarów zastosowań tego rodzaju czujników. Wytwarzanie czujników wodoru Heterostruktury AlGaN/GaN osadzano w stanowisku CCS 3 × 2" firmy AIXTRON na podłożach szafirowych o orientacji c techniką MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy). Niedomieszkowana warstwa Al0.22Ga078N, o grubości 25 nm, była osadzana na wysokorezystywnej warstwie GaN o grubości 2 μm. Metodą spektroskopii imped[...]

Influence of low-temperature annealing of AlGaN/GaN heterostructures on adhesion of evaporated Pt-based Schottky contacts


  Gallium nitride and its alloys (most commonly with indium nitride and aluminum nitride) are very promising wide band gap materials, thanks to the energy gap of 3.4 eV and high thermal, and chemical stability. Two types of contacts are needed for devices fabrication. Ohmic contacts are fabricated typically from Ti and Al metallizations1,2 and they do not raise any considerable problems with adhesion to the GaN surface due to chemical reactions between gallium atoms from aluminum gallium nitride layer and metal molecules at elevated temperatures3. Schottky contacts have to be fabricated from metals with high work function which, according to theory of metal-semiconductor junction formation4, should exceed the electron affinity of n-type semiconductor material. Metals from platinum group of periodic table, such as Pt, Ni, Ru, Pd are typically used for this purpose5,6,7. Platinum with its high work function (5.65 eV) is very suitable for Schottky contacts because it provides high thermal stability of junction and large Schottky barrier height8. The main problem with applicability (especially with Pt) is that they tend to have low chemical reactivity. Combining this with low reactivity of GaN surfaces may cause adhesion problems3. To overcome this problem Q. Z. Liu and S. S. Lau9 applied in their experiments special surface cleaning techniques. Surface of gallium nitride and aluminum gallium nitride are normally covered with contaminants from growth processing and atmosphere exposure. Cleaning of heterostructures surface in UHV (Ultra High Vacuum) conditions prior to metal deposition is used to provide good quality of metallic layer and electric properties of junctions. For this purpose in-situ Ga metal deposition and thermal desorption of contaminants or nitrogen ion sputtering followed by annealing were used to provide atomically clean surface of GaN. Dobos et al.10 used two stage annealing of samples in their experiment. First [...]

Badanie elektrycznych właściwości powierzchni heterostruktur AlGaN/GaN/Si techniką skaningowej mikroskopii pojemnościowej DOI:10.15199/48.2017.08.15

Czytaj za darmo! »

Duża koncentracja i ruchliwość dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) na interfejsie AlGaN/GaN, bardzo dobra stabilności termiczna oraz duże napięcie przebicia, czynią przyrządy wykonane na bazie wspomnianych heterostruktur ważnymi elementami elektroniki wysokich częstotliwości i mocy. Dodatkowo, zastosowanie krzemu jako podłoża epitaksjalnego obniża koszty produkcji oraz umożliwia integrację z istniejącą technologią CMOS. Jednakże istniejące niedopasowanie stałych sieciowych oraz współczynników rozszerzalności cieplnej występujące pomiędzy warstwą epitaksjalną a podłożem w heterostrukturach AlGaN/GaN/Si skutkuje dużą ilością defektów strukturalnych oraz występowaniem niejednorodności elektrycznych i optycznych właściwości powstającej warstwy [1, 2]. W przedstawionej pracy do zobrazowania lokalnych powierzchniowych niejednorodności elektrycznych właściwości heterostruktur AlGaN/GaN/Si wykorzystano skaningową mikroskopię pojemnościową (SCM) będącą jedną z zaawansowanych technik mikroskopii sił atomowych (AFM). W technice tej zmiennym napięciem polaryzowane jest przewodzące ostrze mikroskopu, skanujące w trybie kontaktowym powierzchnię półprzewodnika pokrytą cienką warstwą tlenku. Dla każdego położenia ostrza zmiana pojemności (dC) powodowana zmianą napięcia (dVamp) w tak wytworzonej strukturze MOS (ang.: metal-oxidesemiconductor) jest rejestrowana. [...]

Zintegrowany układ oświetlenia próbki do mikroskopu ze skanującą sondą DOI:10.15199/48.2018.08.06

Czytaj za darmo! »

Zmniejszanie wymiarów charakterystycznych obszarów aktywnych przyrządów półprzewodnikowych oraz wprowadzenie nowych materiałów są jednymi z głównych kierunków rozwoju współczesnej elektroniki. Działania te prowadzą do zwiększenia częstotliwości pracy urządzeń oraz skali ich integracji, zmniejszenia wartości napięć zasilających oraz zużywanej energii, umożliwiają również powstawanie urządzeń, których zasady działania bazują na efektach kwantowych a także pozwalają na zwiększenie czułości i czasu reakcji elementów czujnikowych. Jednocześnie, wraz ze zmniejszającymi się geometrycznymi wymiarami elementów aktywnych, właściwości powierzchni oraz jej lokalne niejednorodności zaczynają odgrywać znaczącą rolę w działaniu całego przyrządu. Z tego powodu metody badań pozwalające na określanie lokalnych właściwości materiałów mają coraz większe znaczenie przy opracowywaniu technologii nowoczesnych przyrządów elektronicznych. Jedną z metod możliwych do tego typu zastosowań są metody będące rozwinięciem klasycznej mikroskopii sił atomowych, w których badanie różnego typu oddziaływań między próbnikiem w postaci końcówki ostrza mikroskopu i powierzchną próbki pozwala na określenie jej właściwości z rozdzielczością nanometrową. Takimi metodami pozwalającymi obserwować lokalne, elektryczne właściwości powierzchni są m. in.: Skaningowa Mikroskopii Potencjału Powierzchniowego (ang. Scanning Potential Microscopy - SPM), Skaningowa Mikroskopia Rezystancji Rozproszonej (ang. Scanning Spreading Resistance Microscopy - SSRM) i Skaningowa Mikroskopia Pojemnościowa (Scanning Capacitance Microscopy - SCM). Techniki te są wykorzystywane w Wydziałowym Zakładzie Mikroelektroniki i Nanotechnologii na Wydziale Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej do badań warstw epitaksjalnych oraz struktur przyrządowych półprzewodników złożonych AIIIN. W skaningowej mikroskopii potencjału powierzchniowego poprzez pomiar oddziaływań między pr[...]

Pogrubiania elektrochemiczne złotem cienkich warstw metalicznych DOI:10.15199/48.2019.10.33

Czytaj za darmo! »

Wytwarzanie elementów półprzewodnikowych (diod, tranzystorów itp.) wiąże się z koniecznością zapewnienia połączeń elektrycznych pomiędzy materiałem półprzewodnika a zewnętrznymi wyprowadzeniami (np. drutowymi w przypadku montażu przewlekanego). Pierwszym etapem umożliwiającym wytworzenie połączeń elektrycznych jest utworzenie kontaktów omowych i/lub prostujących. Kontakty omowe/prostujące typowo są odpowiednio dobranymi wielowarstwami metalicznymi parowanymi próżniowo w zdefiniowanych miejscach na powierzchni struktur półprzewodnikowych. Następnie do tak przygotowanych metalizacji z wykorzystaniem drutów (np. Au, Al. o średnicach 17, 25, 50 μm) w procesie termo- i/lub ultrakompresji wykonane zostaje połączenie elektryczne. Wymagane jest zatem zapewnienie dobrych warunków do procesu montażu drutowego oraz osiągnięcie możliwie małej rezystancji powierzchniowej parowanych wielowarstw metalicznych. Metalizacje takie w przeważającej większości są zakończone parowaną warstwą Au, a grubość łączna wielowarstwowej metalizacji nie przekracza 400 nm. Ze względu na specyfikę uzyskiwania wzorów metalicznych w procesie fotolitografii, otrzymywanie większych grubości jest niemożliwe do uzyskania lub bardzo trudne. Dlatego, aby umożliwić wykonanie poprawnego połączenia cienkim drutem Au do metalizowanego pola oraz zmniejszyć rezystancję powierzchniową metalizacji, cienkie parowane warstwy Au pogrubia się w kolejnych krokach technologicznych na przykład w procesie pogrubiania elektrochemicznego. Etapy technologii pogrubiania elektrochemicznego pokazano na rysunku 1. Na wytworzoną strukturę półprzewodnikową z naniesioną metalizacją wielowarstwową, nanoszona jest na całej powierzchni próbki cienka (typowo do 20 nm) metalizacja zwierającą Au umożliwiająca przeprowadzenie procesu osadzania elektrochemicznego. Kolejnym etapem jest wytworzenie maski fotolitograficznej ograniczającej obszary, w których następnie nastąpi pogrubianie. Po os[...]

Wybrane aspekty wytwarzania masek fotolitograficznych na podłożach szafirowych DOI:10.15199/48.2019.10.37

Czytaj za darmo! »

Fotolitografia jest jedną z najczęściej stosowanych technik do wytwarzania elementów mikro- i nanoelektronicznych. Umożliwia ona wytwarzanie wzorów w warstwach rezystów, naniesionych na podłoże, wykorzystując promieniowanie UV lub DUV do odwzorowania maski. Maska fotolitograficzna stanowi matrycę w postaci transparentnego podłoża i nietransparentnej warstwy, najczęściej metalicznej, z precyzyjnie wykonanym w niej wzorem, który jest w dokładny sposób przenoszony na podłoże z rezystem w trakcie procesu litografii. Jakość wytworzonych struktur na masce fotolitograficznej determinuje jakość wytwarzanych w rezyście wzorów. Z tego powodu istotna jest duża dokładność wymiarów i kształtów struktur na maskach fotolitograficznych. Ważnym wymaganiem dotyczącym masek jest właściwe dobranie materiałów o zdefiniowanych parametrach, z których wykonane są matryce. Podłoże powinno charakteryzować się dużą transmisyjnością, natomiast warstwa absorbująca zerową transmisyjnością. Dodatkowo należy wyselekcjonować materiały o dużej twardości oraz dużej wytrzymałości mechanicznej. Istotnym wymaganiem dotyczącym jakości masek jest prawidłowa adhezja warstw matrycy, która jest niezbędna, aby maska mogła być wielokrotnie wykorzystywana. Jako nośniki spełniające wyżej wymienione warunki, najczęściej stosowane są szkła kwarcowe lub borokrzemowe, przede wszystkim z uwagi na dużą transmisyjność dla długości światła UV (280-450 nm). W opracowanej technologii wytwarzania masek wykorzystano podłoża Al2O3, które według najlepszej wiedzy autorów, nie były wcześniej stosowane do tego celu. Szafir charakteryzuje się porównywalną do kwarcu transmisją (rys. 1) oraz większą wytrzymałością mechaniczną [1]. Materiałem najczęściej wykorzystywanym jako warstwa absorbująca, który spełnia opisane wyżej kryteria jest chrom. Metal ten charakteryzuje się dobrą adhezją do wielu materiałów, stabilnością chemiczno-termiczną oraz dużą wytrzymałością mechaniczną. Ponadto[...]

Wykorzystanie zaawansowanych trybów mikroskopii sił atomowych w badaniach struktur i przyrządów półprzewodnikowych


  Zmniejszanie wymiarów charakterystycznych obszarów aktywnych przyrządów półprzewodnikowych oraz wykorzystywanie nowych materiałów są głównymi kierunkami rozwoju współczesnej elektroniki. Prowadzi to do zwiększenia częstotliwości pracy urządzeń oraz skali integracji, zmniejszenia wartości napięć zasilających oraz zużywanej energii, umożliwia powstawanie urządzeń których zasady działania są oparte na efektach kwantowych oraz pozwala zwiększyć czułość i czas reakcji elementów czujnikowych. W związku z tym opracowanie technologii wytwarzania nowoczesnych przyrządów półprzewodnikowych wymaga zastosowania w fazie badań metod charakteryzacji umożliwiających pomiar właściwości materiałów z rozdzielczością nanometrową. Jednymi z technik możliwych do zastosowania w tym celu są metody będące rozwinięciem klasycznej mikroskopi sił atomowych, w których badanie oddziaływań różnego typu między końcówką ostrza miktoskopu, a powierzchną próbki pozwala na określenie jej właściwości z rozdzielczością nanometrową. W niniejszym tekście zostaną przedstawione wyniki badań prowadzonych metodami SSPM, SSRM oraz obrazowania fazowego. Charakteryzacja właściwości struktur i przyrządów metodami mikroskopi AFM Skaningowa mikroskopia potencjału powierzchniowego Skaningowa mikroskopia potencjału powierzchniowego jest techniką mikroskopii sił atomowych, pozwalającą na zbadanie elektrostatycznego potencjału występującego na powierzchni materiału. W technice tej dokonuje się pomiaru potencjału powierzchni próbki, przez zmianę napięcia przyłożonego do przewodzącego ostrza tak, aby jego potencjał był taki sam jak potencjał materiału, co pozwala na minimalizacje siły elektrostatycznej oddziałującą między ostrze[...]

 Strona 1  Następna strona »