Epitaksja dwustronna: nowe podejście do integracji urządzeń półprzewodnikowych

Proponowany projekt koncentruje się na rozwoju nowatorskiej technologii integracji urządzeń optoelektronicznych i elektronicznych z wykorzystaniem dwustronnej epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Projekt ten odpowiada na rosnącą potrzebę miniaturyzacji oraz wprowadzania nowych funkcjonalności w układach scalonych. Głównym celem jest opracowanie technologii pozwalającej na wykorzystanie obu stron podłoża z azotku galu (GaN) do jednoczesnej integracji różnych urządzeń, takich jak tranzystory i emitery światła, co umożliwi budowę bardziej złożonych, wydajnych i wielofunkcyjnych układów elektronicznych opartych na tym materiale. Kryształy GaN są polarne, co oznacza, że przeciwległe powierzchnie charakteryzują się różnymi właściwościami fizykochemicznymi. Zastosowanie epitaksji dwustronnej nie tylko pozwala na efektywniejsze wykorzystanie przestrzeni na podłożu i obniżenie kosztów produkcji, ale także umożliwia integrację na jednym krysztale urządzeń, które zazwyczaj muszą być wytwarzane na innych rodzajach podłoży. Proponowana, nowatorska metoda integracji urządzeń GaN po przeciwnych stronach kryształu będzie opierać się na dwóch unikalnych technologiach, rozwijanych od lat w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN. Pierwsza to niskotemperaturowy proces MBE do wytwarzania warstw budujących urządzenia azotkowe, a druga to technologia wytwarzania i polerowania podłoży, oraz ich przygotowania do dalszego wzrostu. Połączenie tych dwóch technik w ramach jednej jednostki tworzy unikalne możliwości dla rozwoju technologii epitaksji dwustronnej. Projekt będzie realizowany we współpracy z dwoma wiodącymi ośrodkami zagranicznymi: Cornell University oraz University of Helsinki, a także z polskim partnerem gospodarczym, firmą Seen Semiconductors, producentem struktur półprzewodnikowych.