Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Mateusz WOŚKO"

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[...]

Reaktywne trawienie jonowe heterostruktur AlGaN/GaN w plazmie Cl2/BCl3


  Materiały z szerokim pasmem zabronionym takie, jak m.in. azotek galu (GaN), azotek galowo-glinowy (AlxGa1-xN) ze względu na swoje właściwości (duża ruchliwość nośników, praca w zakresie wysokich temperatur) umożliwiają wytwarzanie zupełnie nowych, zaawansowanych technologicznie, elementów elektronicznych i optoelektronicznych, takich jak: wzmacniacze dużych mocy (pracujące w zakresie wielkich częstotliwości), diody i detektory (z zakresu promieniowania niebieskiego, UV), czy też tranzystory z dużą ruchliwością nośników (HEMT) [1]. Uważa się, że odegrają one w elektronice XXI wieku większą rolę, niż krzem w ubiegłym stuleciu. Materiały te charakteryzuje wysoka odporność na chemiczne, "mokre", trawienie, co sprawia, że ich obróbka jest kłopotliwa i ogranicza możliwości wytwarzania struktur o oczekiwanych rozmiarach, kształtach oraz dobrej jakości trawionej powierzchni. Proces reaktywnego trawienia jonowego (RIE) jest współcześnie szeroko stosowany w technologii przyrządów półprzewodnikowych. Występujące w nim reakcje chemiczne, zachodzące na trawionej powierzchni, wspomagane bombardowaniem jonami gazów roboczych (źródłem których jest plazma wyładowania w.cz.) pozwalają na uzyskiwanie oczekiwanych kształtów struktury mesa trawionej z kontrolowaną szybkością trawienia. W przypadku technologii wykonania tranzystora HEMT, możliwe jest, wykorzystując trawienie chemiczne, tzw. "opuszczanie bramki", co umożliwia zmianę grubości kanału. Odpowiednie nachylenie, chropowatość, wysokość ścian struktury mesa, zapewnia przy tym ciągłość naniesionej metalizacji. Na jakość wytwarzanej struktury końcowej, a przez to na parametry elektryczne tranzystora HEMT, mają wpływ poszczególne etapy procesu technologicznego, w szczególności procesy: obróbki fotolitograficznej, "suchego" trawienia chemicznego (chemical dry etching) oraz pro[...]

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[...]

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. [...]

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