Dualtronics - nowa koncepcja monolitycznej integracji urządzeń
| Informacje ogólne - News |
Naukowcy z Laboratorium Epitaksji MBE NL14 Instytutu Wysokich Ciśnień PAN (IWC PAN, Unipress) we współpracy z grupami z Cornell University (CU), opublikowali wyniki wspólnych badań w czasopiśmie Nature w artykule "Using both faces of polar semiconductor wafers for functional devices" autorstwa L. van Deurzen, E. Kim, N. Pieczulewski, Z. Zhang, A. Feduniewicz-Zmuda, M. Chlipala, M. Siekacz, D. Muller, H.G. Xing, D. Jena, H. Turski.
Zademonstrowane urządzenie jest pierwszą monolityczną integracją źródła światła (diody elektroluminescencyjnej, LED) i tranzystora (tranzystora o wysokiej ruchliwości elektronów, HEMT), wytworzonych po przeciwnych stronach tego samego podłoża półprzewodnikowego. To nowatorska koncepcja w dziedzinie azotków, dlatego też autorzy wprowadzają termin "dualtronics", aby odróżnić ją od poprzednich rozwiązań.
Dzięki zastosowaniu polarnego podłoża GaN - najwyższej dostępnej jakości wytworzonego w IWC PAN - autorzy byli w stanie wzmocnić zalety obu urządzeń, wykorzystując wbudowane pole elektryczne w strukturze GaN. Monolityczna integracja obu urządzeń na tym samym krysztale umożliwia pełne wykorzystanie powierzchni podłoża i pozwala na gęstsze upakowanie pikseli LED.
Wzrost kryształów objętościowych GaN, przygotowanie ich powierzchni, obustronny wzrost epitaksjalny (schematycznie pokazany na poniższym rysunku) oraz wstępna charakteryzacja zostały przeprowadzone w IWC PAN. Struktury LED i HEMT zostały sprocesowane na CU, gdzie przeprowadzono też charakteryzację mikroskopową i monolityczną modulację emisji światła z diody LED przez HEMT.
Praca stanowi obiecujący punkt wyjścia dla dalszego rozwoju dwustronnie zintegrowanych urządzeń optoelektronicznych i elektronicznych, i ma potencjał szerszego zastosowania nie tylko w systemie materiałów azotkowych grupy III.
