MİNYATÜR ISIL İŞLEM ÜNİTESİ Prof. Dr. Hasan EFEOĞLU Mühendislik Fakültesi E&E Mühendisliği Bölümü hefeoglu@atauni.edu.tr Forum, CeBIT 09-Eylül-2005, İstanbul
Yarıiletken Teknolojisi Günlük hayatımızın her aşamasına girmiş olan elektronik cihazların istenilen fonksiyonu icra etmeleri için; Analog ve/veya Sayısal donanım gerektirmektedir.
Analog ve Sayısal donanımın elemanları ise sistemi çalışma şartlarına getiren pasif devre elemanları DİRENÇ, KONDANSATÖR, İNDÜKTANS ve DİYOT, Lazer, TRANZİSTÖR,TRİSTÖR VE TÜMLEŞİK DEVRE benzeri aktif devre elemanlarıdır.
Aktif devre elemanların lineer olmayan eklemleri istenilen fonksiyonu yerine getirirken; tümleşik devrede iç elemanlar arasındaki elektriksel bağlantıların ve bu elemanların dış devre ile bağlantılarının LİNEER AKIM/GERİLİM ilişkisine sahip kontaklar üzerinden sağlanması gerekir.
Lineer ilişki Akım (Amper) Direncin Azalması Gerilim (Volt) Bilimsel ifadesi ile OHM kanunun geçerli olması hali
Ticari ve Araştırma maksatlı yarıiletken devre elemanlarının tasarım aşamasında öncelikli olarak, üretimi için gerekli parametreler oluşan BİLİMSEL ARAŞTIRMA sürecinde SİSTEMATİK AR-GE ÇALIŞMALARININ sonucu ortaya çıkar.
OMİK KONTAK ve DONANIM Yarıiletkenler üzerinde Omik Kontağın oluşturulması; Uygun metal veya alaşımların vakum ortamında malzeme yüzeyine yığılması, Kristal içine kısmi difüzyonu, belirli bir sıcaklık ve sürede Termal (Isıl) işlemi gerektirmektedir.
Bilimsel araştırmalarda tekrarlanabilirlik önemlidir, Bilgiyi üretme hızı günümüzde oluşan teknoloji yarışının gerekliliğidir. Bu düşünceler ile sunumunu yaptığımız MİNYATÜR ISIL İŞLEM ÜNİTESİ donanım ve yazılımı ile kendi tasarımımız olup Katıhal Elektroniği Araştırma Laboratuarımızda kullanılmaktadır.
MİNYATÜR ISIL İŞLEM ÜNİTESİ KESİTİ O-Ring sabitleyici flaş Sızdırmazlık için O-Ring Numune Isıtıcı Seramik Disk Pyrex Fanus TiN kaplanmış Al Taban Azot Gazı çıkışı Azot Gazı girişi Güç uygulama ve sıcaklık ölçme bağlantıları
Elektronik Donanım Blok Diyagramı
TEKNİK ÖZELLİKLER Atmosfer : N 2 veya Asit buharı + N 2 Sıcaklık :50 450 o C Süre Kontrol İletişim :0-15 dk :Sayısal PID :Lab-PC+ arabirimi üzerinden Isıl işlem süreci text (t,t) formunda kaydedilebilir
Sayısal PID parametreleri ile set sıcaklığına kilitlenme 1 (1) Efeoğlu H, Coskun C, Karacalı T, Aydoğan Ş, Yogurtçu Y K, National Instruments Proceedings 2000, Lab PC+ and controlling of miniature alloying furnace unit for ohmic contac annealing
NEDEN MİNYATÜR? Katıhal Elektroniğinde, Yarıiletkenlere Omik Kontak Yapımında Isıl işlem parametrelerinin tekrarlanabilir olması gerekir ve Dış muhafaza oda sıcaklığı civarında kaldığı için minimum kirlenme. Isıl işlem bölümünün kütlesi küçük olduğu için oda sıcaklığında başlayan işlemin oda sıcaklığında tamamlanabilmesi. Isıl işlem şartlarının tekrarlanabilirliği. Tüm ısıl işlem periyodunun kayıt altına alınabilmesi gerçekleştirilen sistemin geleneksel ısıl işlem sistemlerine üstünlüğüdür.
ve bir uygulama R c (Ωcm 2 ) R c (Ωcm 2 ) 7x10-4 175 o C 1x10-2 225 o C 5x10-4 6x10-3 3x10-4 2x10-3 2 4 6 8 10 12 14 Isıl İşlem Süresi (dk) 2 4 6 8 10 12 14 Isıl İşlem Süresi (dk) R c (Ωcm 2 ) R c (Ωcm 2 ) 8x10-3 200 o C 5x10-3 250 o C 6x10-3 3x10-3 2x10-3 1x10-3 2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 14 Isıl İşlem Süresi (dk.) Isıl İşlem Süresi (dk) Farklı ısıl işlemler sonucunda In-GaTe kontağının spesifik omik kontak dirençlerinin değişimi 2
Tasarımını sunduğumuz MİNYATÜR ISIL İŞLEM ÜNİTESİ etkin bütçe kullanımı ve kendi kendine yeterli olma kabiliyeti kazanma misyonumuza bir örnek uygulama olarak sunulmuştur. Stratejik özgün tasarımların ortaya konması bilgi ve tecrübe birikiminin oluşmasını gerektirirken, kolektif çalışma anlayışını da ihtiyaç duyar.
TEŞEKKÜRLER