YENİ YARI-İLETKEN TEKNOLOJİLERİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "YENİ YARI-İLETKEN TEKNOLOJİLERİ"

Savas Adanır
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 YENİ YARI-İLETKEN TEKNOLOJİLERİ Doç. Dr. Cengiz Beşikci

2 Mikroelektronik Bilgisayar Enformasyon Teknolojisi Telekomünikasyon

3 Mikroelektronik Teknolojisi Yeni Kavramlar Yeni Malzemeler Küçültme Karõşõk Teknolojiler Daha Hõzlõ Daha Geniş Spektrum Daha Yüksek Güç/Yüksek Sõcaklõk Daha Uzun Ömür Daha Ucuz

4 Kolon III III Al Ga In Kolon V N As P Sb III-V III-VGrubu Bileşik ik Yarõ-iletkenler AlN GaN GaP AlAs GaAs InP InAs InSb Al x Ga 1-x N Ga x In 1-x P AlIn x As 1-x Al x Ga 1-x As In X Ga 1-x As InAs x Sb 1-x

5 III-V Yarõ-iletken Teknolojisi Elektronik Cihazlar MESFET Optoelektronik Cihazlar Fotodedektör MODFET HBT Optoelektronik Tümleşik Devreler Lazer Fototransistör Sayõsal Tümleşik Devreler Monolitik Mikrodalga Tümleşik Devreler Güneş Pili

Optoelektronik Tümleşik Devreler Lazer Fototransistör

6 Elektronik Uygulamalarõ GaInP/GaAs InP/InGaAs AlGaN/GaN GaN Yüksek Hõzlõ Transistörler (MODFET, HBT) Yüksek Güç/Yüksek Sõcaklõk Elektroniği AlGaAs/GaAs AlInAs/InGaAs/InP AlN

7 III-Nitratlar AlN,GaN GaN,InN,AlGaN,InGaAlN! Bant aralõklarõ görünür spektrumu tamamiyle kaplar. 1.9 ev (InN)-6.2 ev (AlN)! Mavi LED ve Lazer! Küçük dalgaboyu, yüksek yoğunlukta optik depolama! Büyük bant aralõğõ, yüksek õsõl iletkenlik, yüksek güç/yüksek sõcaklõk elektroniği! Kuvvetli bağ, kimyasal aşõnmaya karşõ dayanõklõ 2001 yõlõnda GaN Optoelektronik Pazarõ 2 Milyar A.B.D. Dolarõ

Büyük bant aralõğõ, yüksek õsõl iletkenlik, yüksek güç/yüksek sõcaklõk elektroniği!

11 Moleküler Işõn Epitaksisi (MBE)

12 Metalorganik Kimyasal Buhar Depozisyonu (MOCVD) Ga(CH 3 ) 3 +AsH 3 GaAs+3CH 4

13 Ev Yapõmõ MOCVD Reaktörü

14 Mikroelektronik Alanõnda ODTÜ de Yapõlan Çalõş õşmalar! Yarõ-İletken Aygõt Modellemesi! Yarõ-İletken Karakterizasyonu! Entegre Devre Tasarõmõ! Sensör, Transistör, Kõzõlötesi Dedektör Tasarõmõ ve Fabrikasyonu III-V Grubu Yarõ-İletkenler Üzerinde Süren Projeler:! GaInP/InGaAs/GaAs MODFET Yapõlarõ! Si Taban Üzerinde InSb (3-5 µm) Kõzõlötesi Dedektörler

Sensör, Transistör, Kõzõlötesi Dedektör Tasarõmõ ve Fabrikasyonu III-V Grubu

15 1 V Source Gate Drain 3 V

16 Kõzõlötesi Dedektör Malzemeleri 3-5 µm 8-12 µm InSb PtSi PbSe Hg 1-x Cd x Te InAs 1-x Sb x InTlSb

17 Neden InSb ve InAsSb?!Homojen olarak büyütülebilir!güçlü kovalent ba" özelli"i!si Taban üzerinde başarõ

18 Si Tabanõn Avantajlarõ!Daha büyük taban!okuma devresi ile aynõ genle#me katsayõsõ! Taban inceltmeye gerek yok!okuma devresi ile monolitik entegrasyon mümkün

19 Okuma Devresi ile Hibrid Entegrasyon

20 Dedektör Yapõsõ! Molecular Işõn Epitaksisi (MBE) Büyütme Tekniği! 92,000 cm 2 /V-sec Elektron Mobilitesi (77 K) (Dünyada elde edilebilen en yüksek mobilite)

21 400 X 80 µm 2 Dedektör Dizisi

22 Elektriksel Karakterizasyon 77 K Dark Current ( µa) Bias (V) Dark Current (ma) Bias (V) Differential Resistance (Ohm)

23 Optik Karakterizasyon 77 K 100 Responsivity (kv/w) Wavelength (µm)

24 Karanlõk k Akõm 0 Dark Current (µa) I T I S I +I S T Measured Bias (V) 77 K

25 Sonuçlar! 1.2 kv/w Gerilim Responsivitesi! Dü#ük Kaçak Akõm! Homojen Dağõlõm! Si taban üzerinde dünyada elde edilen en iyi performans! InSb Dedektörlerin Si Okuma Devresi ile Monolitik Entegrasyonu Mümkün

26 Halen Sürdürülen Çalõş õşmalar!8x8 Dedektör Dizisinin bir Multiplexer Devresi ile Entegrasyonu vetesti!daha Büyük Boyutta FPA ve Okuma Devresi Fabrikasyonu

27 Yapõlmasõ Planlanan Çalõşmalar! Modern yarõ-iletken büyütme teknolojisinin ODTÜ de geliştirilmesi! 8-12 µm penceresinde kõzõlötesi dedektörler! Yüksek çözünülürlüklü FPA Yapõlarõ

28 Araştõrma Bazõnda Gerekli Yatõrõm! Temiz Oda-1,000,000 USD! Kristal Büyütme-2,000,000 USD! Yapõsal Karakterizasyon-500,000 USD! Elektriksel Karakterizasyon-200,000 USD! Optik Karakterizasyon-300,000 USD! Aygõt Fabrikasyonu ve Karakterizasyonu-1,000,000 USD! TOPLAM: 5,000,000 USD

29 Center for Quantum Devices, Northwestern University, A.B.D Yüksek güç 980 nm lazer InTlSb Yari-iletkeninin ilk defa büyütülmesi ilk Al içermeyen p-qwip Al içermeyen yüksek güç 808 nm lazer ilk Al içermeyen yüksek güç 3-5 um Laser ilk Si taban üzerine 1.3 um lazer ilk InTlSb infrared fotodedektör Rekor Kalitede AlN 13 um, 300 K ilk InAsSb infrared fotodedektör ilk AlGaN-AlN nm fotodedektör ilk Al içermeyen yüksek güç lazer (MOCVD) Rekor Kalitede GaN ve AlGaN ilk AlN/Si MIS ilk InSb/GaAs ve InSb/Si FPA ilk GaN p-n Fotovoltaik UV dedektör n-tip QWIP

30 Özel Sektörün Toplam Ar-Ge Harcamalarõ İçindeki Payõ Türkiye %24 ABD %73 Japonya %66 Rusya %66 İngiltere %65 Fransa %62 İtalya %58 İspanya %45 Yunanistan %27 G.Kore %73

31 Ar-Ge Harcamalarõnõn GSYİH İçindeki Payõ Türkiye %0.38 ABD %2.55 Japonya %2.84 Rusya %0.82 İngiltere %2.19 Fransa %2.34 İtalya %1.12 İspanya %0.82 Yunanistan %0.49 G.Kore %2.30

32 Alõnmasõ Gerekli Önlemler Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikasõnõn Geliştirilmesi ve Kararlõlõk İçinde Uygulanmasõ AR-GE ye Daha Fazla Devlet Yardõmõ Üniversite-Sanayi Ortak Araştõrma Merkezleri Uluslararasõ Araştõrma Projeleri Üniversite de Savunma Amaçlõ Araştõrmanõn Yönlendirilmesi

Benzer belgeler

AFCEA - TÜRKİYE. Termal Görüntüleme Teknolojisi 02.11.2000 AFCEA. ASELSAN Mikroelektronik, Güdüm ve Elektro-Optik Grubu 02.11.2000

AFCEA - TÜRKİYE. Termal Görüntüleme Teknolojisi 02.11.2000 AFCEA. ASELSAN Mikroelektronik, Güdüm ve Elektro-Optik Grubu 02.11.2000 AFCEA AFCEA - TÜRKİYE Termal Görüntüleme Teknolojisi \document\mgeo\ppt\afcea - 1 - Gündem Kõzõlötesi Enerji, Termal Görüntüleme Termal Görüntüleme Sistemleri Tasarõmõ Uygulama Alanlarõ \document\mgeo\ppt\afcea