Upload
marin
View
36
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem , Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Mikroelektronikai és Technológiai Intézet MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet. A kérdés „Lesz-e szilíciumon világító dióda?” Nem egyértelmű: - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Lesz-e szilíciumon világító dióda?
Horváth Zsolt József
Óbudai Egyetem,Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar,
Mikroelektronikai és Technológiai Intézet
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
A kérdés
„Lesz-e szilíciumon világító dióda?”
Nem egyértelmű:- Lesz-e szilíciumból készült világító dióda?- Lesz-e szilícium hordozón készült világító dióda?
Széleskörű kutatások folynak mindkét területen.
Si indirekt sávú félvezető, alkalmatlan LED létrehozására.
MIÉRT kutatják?
Motiváció
1., CMOS logikai IC-k disszipációja
A frekvencia nem növelhető tovább a disszipáció miatt: P ~ f, CL.A blokkokat összekötő vonalak nagy kapacitásúak és sok helyetfoglalnak.Optikai csatolás a blokkok között: CMOS áramkörökbe integrálható LED-ek és detektorok – technológiai kompatibilitás.
Motiváció
2., System-On-Chip – különböző funkciók integrációja egyetlen csipen.
Szükség van :- optikai adatátvitelre,- optikai csatolókra,- hullámvezetőkre,- optikai és mechanikai érzékelőkre.
Kutatási irányok
Si-alapú LED-ek- pórusos szilícium – 90-es években- Si nanokristályok szigetelőkben - lavina pn és pnp diódák- MIS diódák
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
Eredmények
Si LED-ek
Si nanokristályos szerkezetek Si nanokristályok SiO2-ben
J. De la Torre et al., Physica E 17 (2003) 604
Si nanokristályok SiNx-ben
Cho et al. Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 071909
Mechanizmus
Si nanokristály - indirekt.Electrolumineszcencia szobahőmérsékleten.Magyarázat: lumineszcens centrumok a NK/szigetelő határfelületen.
Gerjesztés: - elektron és lyuk injekció alagutazással vagy a hibahelyeken keresztül- lumineszcens centrumok gerjesztése forró elektronokkal.
Ritka földfém adalékolás hatása
Irrera et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 216 (2004) 222
Adalékolatlan Erbium Túlium
Nanokristály növesztés
Ionsugaras szintézisSzilíciumban gazdag szigetelőréteg leválasztása és hőkezelése.Rétegenkénti leválasztás és hőkezelés (1100 Co).
CVD – nem kell utólagos hőkezelés.
Ionsugaras szintézis SiO2-ben
P. Normand et al. , Nuclear Instruments and Methods in PhysicsResearch B 216 (2004) 228
CVD SiO2-ben és Si3N4-ben
Y.-H. Wu et al., Electrochem. Solid-State Lett., 11 (2008) H131.
P. Basa, et. al., Physica E, 38, (2007) 71.
L. W. Snyman, et al., IEEE J. QUANTUM ELECTRONICS, 46, (2010 ) 906.
Eredmények
Si LED-ek
pnp lavina dióda
pnp lavina dióda L. W. Snyman, et al., IEEE J. QUANTUM ELECTRONICS, 46, (2010 ) 906.
S. Kuai, A. Meldrum,/ Physica E 41 (2009) 916. dox=1-2 nm
Eredmények
Si LED-ek
MIS dióda
MIS dióda
Mechanizmus:
Nyitó irány: az injektáltelektron rekombinácója.Záró irány: lavina letörés.
S. Kuai, A. Meldrum,Physica E 41 (2009) 916
Katsuhiro Tomioka et al., Nano Lett., 10, (2010), 1639.
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
GaAs/AlGaAs nanoszálas LED
Katsuhiro Tomioka et al., Nano Lett., 10, (2010), 1639.
GaAs/AlGaAs nanoszálas LED
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
ZnO nanoszálas LED
Y. He et al., J. Nanopart. Res. (2010) 12, 169.
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
Ballisztikus LED
B. Gelloz et al., Jpn. J. Appl. Phys.,47, (2008) 2902.
Válasz a kérdésre
„Lesz-e szilíciumon világító dióda?”
Valószínűleg lesz a System-On-Chip keretében.
Világításra nem fogják használni.
Köszönöm a figyelmet!