docProf. dr hab. Z. R. Żytkiewicz
download 
Reklamacja Transkrypt
Prof. dr hab. Z. R. Żytkiewicz
„Innowacyjne technologie wielofunkcyjnych materiałów i struktur dla nanoelektroniki, fotoniki, spintroniki i technik sensorowych” InTechFun Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Zbigniew R. Żytkiewicz IF PAN Warszawa ON 4.7 Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Zespół ON 4.7 IF PAN Danuta Dobosz Kamil Kłosek Grzegorz Teisseyre Wojtek Walkiewicz Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego Adrian Kozanecki Ewa Przeździecka Aleksandra Wierzbicka Zbyszek Żytkiewicz II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Aparatura MBE GaN Riber Compact 21 • układ trójkomorowy (loading, preparation, growth) • maszyna gotowa do wzrostu GaN z NH3 • dużo portów (źródła + diagnostyka in-situ) Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego zainstalowane źródła • Ga x 2 • In (GaAlIn)N • Al • RF plasma - azot • Si • Mg • ….. 3 porty wolne źródło azotu RF plasma wyposażone w automatyczne układy stabilizacji plazmy, kontrolery przepływu, oczyszczalniki gazów, etc. II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Aparatura transfer ZnO ↔ GaN MBE ZnO – Riber Compact 21 opcja – moduł STM zainstalowane źródła • Zn • Mg (Zn,Mg)O • RF plasma - tlen • RF plasma - azot • Sb • As • opcja – wielokieszeniowe źródło e-beam • ….. 4 porty wolne źródła Zn i Mg dedykowane do pracy w O2 p ~10-5 Tr w czasie wzrostu pZn ~10-4 Tr @ 250oC Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Aparatura Diagnostyka in-situ • RHEED 15 keV 0,08 • reflektometria laserowa intensity [arb. units] prędkość wzrostu, zmiana gładkości, … • pirometr optyczny 300 – 1100C • elipsometria (opcja) • UHV STM (opcja) GaN MBE 0,07 λ = 650 nm vgr = 0.46 μm/h 0,06 0,05 0,04 0,03 8000 9000 time [sec] Wafer handling system STM analysis chamber Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego Growth chamber II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. 10000 Zadania 2009 2010 Problem: inicjacja wzrostu opracowanie technologii wzrostu MBE buforów GaN/Si: • wybór optymalnej konfiguracji • wybór warunków wzrostu MBE • analiza warstw GaN - XRD, TEM i AFM Problem: αSi < αGaN growth GaN bufor GaN/AlN Rozwiązanie GaN Si RT growth GaN Si RT rozciąganie GaN (pękanie) Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Si Zadania 2009 Pomiar wygięcia in-situ zakup układu do optycznego monitorowania wzrostu warstw MBE Przykład: Epicurve© MOS opcja: pomiar „true temperature” LayTec: pirometria optyczna z korekcją emisyjności k-Space Associates: band-edge thermometry Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Zadania 2011 2012 opracowanie technologii wzrostu MBE struktur HEMT AlGaN/GaN na podłożach GaN/Si 2013 Problemy: • wysoka ruchliwość gazu 2D • kontrola przepływu prądu I 2DEG GaN Si Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Zadania 2012 2013 • Wykonanie, w oparciu wyniki prac nad modelowaniem i konstrukcją (Z3.8), projektu masek fotolitograficznych; • Opracowanie, na bazie modułów technologicznych dot. wytwarzania metalizacji i kontaktów omowych (Z2.1) oraz strukturyzacji (Z2.5), pełnej sekwencji procesów technologicznych; • Wykonanie serii struktur HEMT i charakteryzacja struktur Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Wyniki AFM – 1 µm GaN na GaN/szafir template Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Wyniki PL – undoped GaN struktura ekscytonowa 7-04-2009 Normalized Intensity 0,8 Log(Intensity) 1 0,1 0,6 0,4 3,46 ABE 3,47 ABE 3.4734 eV DBE 3.4784 eV A 3.4846 eV B 3.492 eV C 3.504 eV DBE T = 14K A FWHM 2.5 meV 1,0 ABE 3.4734 eV DBE 3.4784 eV A 3.4846 eV B C 3,48 3,49 3,50 3,51 3,52 3,53 3,54 14 K 18 K 22 K 26 K 3,55 Energy [eV] 0,2 0,0 3,30 3,35 3,40 3,45 3,50 3,55 Energy [eV] Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Wyniki PL GaN MQW 6 1,4x10 GaN cap 2 nm AlGaN x = 0.1; 16 nm 4-04-2009 GaN QW 6 1,2x10 6 Intensity 1,0x10 MQW GaN 4 nm AlGaN x = 0.1; 8 nm 5 8,0x10 FWHM 38 meV 5 6,0x10 bufor GaN 5 4,0x10 AlGaN x = 0.1; 20 nm GaN/Al2O3 5 bariera AlGaN 2,0x10 0,0 3,1 counts/s 10M 1M XRD - RC 10000(rlu) 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Energy [eV] XRD - RSM 48700 simul. exp. 48600 100K 48500 AlxGa1-xN 10K 48400 1K 48300 • brak relaksacji naprężeń • struktura zgodna z zał. 100 48200 10 48100 1 buffer GaN 48000 0.1 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 Omega/2Theta (°) Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego -40100 -40000 -39900 -39800 -39700 -39600 -39500 -39400 Qx*10000(rlu) II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r. Ogłoszenie Poszukujemy studentów do kontynuacji studiów w Laboratorium MBE IF PAN. Tematyka: wzrost techniką MBE warstw i struktur epitaksjalnych (GaInAl)N i (MgZn)O oraz struktur hybrydowych GaN/ZnO. Zapraszamy! http://www.ifpan.edu.pl/msdifpan/doktorant-ON47.pdf Zespół Epitaksji z Wiązek Molekularnych Oddziału Spektroskopii Ciała Stałego II Spotkanie Realizatorów Projektu Warszawa 14-15 maja 2009 r.
