Characterization of rare earth oxides based MOSFET gate stacks prepared by metal-organic chemical vapour deposition

Prepis

1 Elektrotechnický ústav SAV Činnosť a výsledky za rok 2007

2 Elektrotechnický ústav SAV vedecké oddelenia 9 vedeckých oddelení: Mikroelektronika Aplikovaná supravodivosť Oddelenie Oddelenie teórie teórie polovodičových polovodičovýchmikroštruktúr RNDr. RNDr. Martin Martin Moško, Moško, CSc. CSc. Odelenie Odeleniemikroelektronických štruktúr štruktúr Ing. Ing. Tibor TiborLalinský, DrSc. DrSc. Oddelenie Oddelenie technológie technológie a a diagnostiky diagnostiky polovodičov polovodičov Ing. Ing. František FrantišekDubecký, CSc. CSc. Oddelenie Oddelenie optoelektroniky optoelektroniky Ing. Ing. Jozef JozefNovák, DrSc. DrSc. Oddelenie Oddelenie supermriežok supermriežok Ing. Ing. Ivo IvoVávra, CSc. CSc. Oddelenie Oddelenie tenkých tenkých vrstiev vrstiev oxidov oxidov Ing. Ing. Karol Karol Fröhlich, Fröhlich, DrSc. DrSc. Oddelenie Oddelenie kryolektroniky kryolektroniky Ing. Ing. Štefan ŠtefanChromik, DrSc. DrSc. Oddelenie Oddelenie fyziky fyziky supravodičov supravodičov Ing. Ing. Pavol Pavol Kováč, Kováč, DrSc. DrSc. Oddelenie Oddelenie elektrodynamiky elektrodynamiky supravodičov supravodičov RNDr. RNDr. Pavol Pavol Ušák, Ušák, CSc. CSc.

3 ElÚ SAV personálna štruktúra 2007 Celoročný prepočítaný stav 2007 Vedeckí pracovníci 42,25 Odborní pracovníci VŠ 23,01 (20,01) Odborní pracovníci ÚS 21 Ostatní pracovníci 11,26 Doktorandi 9 Celkovo pracovníci 97,52 Tvoriví pracovníci 62,26 počet prac. na projektoch pracovníci na projektoch z toho ženy rok Vedeckí pracovníci priemerný vek: 49,2 roku Pracovníci na projektoch priemerný vek muži: 47,3 roku ženy: 43,0 roku Veková štruktúra ústavu: Nárast mladých vedeckých pracovníkov

4 Publikovanie výsledkov a ohlasy Publikácie v CC časopisoch 78 Vedecké práce v zborníkoch recenzovaných 14 Prednášky a vývesky na zahr. podujatiach 58 Citácie v roku 2006 WoS 380 Citácie v roku (SCOPUS) 40 Počet CC publikácií na tvorivého pracovníka 1,25 Cena CC publikácie (z príspevku) 325 tis. Sk Priemerný impact factor ,42

5 Elektrotechnický ústav SAV projekty Projekty na oddeleniach VEGA APVT Rámcový program EK projekty projektov 5 projektov 6 RP Projekty celoústavného charakteru CENG, Centrum excelentnosti SAV: Kat. fyziky FEI STU, Kat. exp. fyziky FMFI UK, Centrum elektronických a elektrotechnických súčiastok novej generácie, ( ) Seminár CENG, september 2007, súťaž mladých vedeckých pracovníkov 34 CC publikácií v roku 2007 VCITE podpora mladých ved. prac. Európsky sociálny fond, NUTS II, Cieľ 3: Vzdelávacie centrum informačných technológií a energetiky, ( ) doktorand + frekventanti (pokračujúci doktorandi) tis Sk v r. 2007

6 Elektrotechnický ústav SAV medzinárodná spolupráca Projekty 6. Rámcového programu HIPERMAG, Nano- and micro-scale engineering of higher-performance MgB 2 composite superconductors for macro-scale applications, STREP ( ) SUPER 3C, Superconducting coated conductor cable, STREP ( ) ULTRAGAN, InAlN/(In)GaN Heterostructure Technology for Ultra-high Power Microwave Transistor, STREP ( ). FUSION, AC losses measurements on high temperature superconductors, CSA, Cost sharing action, ( ). NESPA, Nano-engineering superconductors for power applications, MC Training network ( ) Spolupráca s Wright Patterson Air Force Base - WPAFB, Propulsion laboratory, Dayton, Ohio, USA. Projekt 7. Rámcového programu Schválený projekt: Materials for robust Gallium Nitride MORGAN, ElÚ SAV 221 k

7 Elektrotechnický ústav SAV aplikácie a popularizácia Aplikácie: Projekt APVV v rámci výzvy TRANSFER: detektory röntgenovského žiarenia. Priemyselní partneri: MTC a.s. Liptovský Mikuláš, T&N System s.r.o., Banská Bystrica. Phostec. s.r.o.:účasť v projekte EUREKA Popularizácia: Deň otvorených dverí (13. november 2007) 216 žiakov zo stredných škôl Deň otvorených dverí pre učiteľov elektrotechniky na ElÚ SAV, Popularizačné články v časopisoch a novinách Rádiožurnál Slov. rozhlasu, sprava o supravod. magnetoch Vedci na Slovensku vyvíjajú supravodiče. Pravda Demenčík, E.: Zamerané na vysokoteplotné supravodiče, Quark č. 12 (2007).

8 Vedecká výchova a pedagogická činnosť Akreditácia v 3 štúdijných programoch: Fyzika kondenzovaných látok, akustika, spoločne s FMFI UK Mikroelektronika, spoločne s FEI STU Fyzikálne inžinierstvo, spoločne s FEI STU v roku 2007: 3 úspešné obhajoby doktorandov, získanie 1 miesta v rámci podporného fondu Š. Schwartza, Pedagogická činnosť Prednášky na FMFI UK Doc. RNDr. M. Moško, CSc., 60 hod/sem. Doc. RNDr. E. Dobročka, CSc., 37 hod/sem. Prednášky na FEI STU Doc. RNDr. M. Moško 60 hod/sem., CSc., Doc. Ing. J. Novák, DrSc., 36 hod/sem. Cvičenie z predmetu Fyzika materiálov zimný semester je organizované na ElÚ SAV v spolupráci s Katedrou fyziky FEI STU Cvičenie (celodenné) z predmetu MEMS prvky, FM TnU AD

9 Najvýznamnejšie výsledky vedeckej práce v roku 2007

10 Litografia AFM hrotom

11 Litografia AFM hrotom litografia je operácia potrebná na vytváranie prvkov elektroniky (aj kvantovej) rozlíšenie litografie je dané šírkou čiar priama litografia ostrým hrotom AFM (10 nm) - oxidácia povrchu - jednoduchá nevyriešené problémy 1. vzniká dvojčiara 2. čiary sú široké (> 100 nm) drain in plane gate source Kvantový bodový kontakt Single electron transistor (SET)

12 Litografia AFM hrotom vzduch hrot Teoretické rozloženie elektrického poľa v systéme hrot vzorka modelované metódou konečných prvkov GaAs AlGaAs 5 nm - maximálne pole je pre málo vodivý povrch mimo osi hrotu! Riešenie: oxidácia na štruktúrach s plytkým 2DEG-om štruktúra InGaP/AlGaAs/GaAs

13 Litografia AFM hrotom ElÚ SAV 2DEG iba 20 nm pod povrchom - materiálový systém InGaP/AlGaAs/GaAs (InGaP nízka hustota povrchových stavov) + odleptávenie oxidu IPG1 QWr IPG2

14 Litografia AFM hrotom výsledné šírky čiar 50 nm, príprava kvantových štruktúr QWr, QPC, SET, ring Oxidácia hrotom AFM 50 nm 50 nm Následné odleptanie oxidovej čiary

15 Technológia prípravy MOS-HEMT na báze InAlN/GaN

16 Technológia prípravy MOS-HEMT na báze InAlN/GaN rf power (W) Si SiC SiGe GaN GaAs InP frequency (GHz) 6 RP: ULTRAGaN GaN: High-power, high frequency ElÚ SAV: MOS HEMT MOCVD rast Al 2 O 3 + procesovanie HEMT MOS HEMT

17 Technológia prípravy MOS-HEMT na báze InAlN/GaN Current (A/cm 2 ) Gate:2x100 μm/distance 8μm, width=100μm Diode:7853 μm 2 InAlN/GaN HEMT # Voltage (V) Schottky gate MOS gate Pre MOS-HEMT štruktúry s Al 2 O 3 izolačnou vrstvou potlačenie zvodových prúdov o 3-7 rádov oproti HEMT bez dielektrickej vrstvy. Vstupno výstupné charakteristiky MOS-HEMT sú porovnateľné s HEMT Drain current (A/mm) Drain current (A/mm) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 V GS from 4 V step -2 V HEMT InAlN/GaN HEMT A Drain source voltage (V) V GS from 4 V step -2 V MOS HEMT InAlN/GaN MOSHEMT A852 Al 2 O 3 CVD 0, Drain source voltage (V) 1x10 3 1x10 1 1x10-1 1x10-3 1x10-5 1x10 3 1x10 1 1x10-1 1x10-3 1x10-5 Gate leakage V GS = 4 V Gate leakage V GS = 4 V

18 Rozvoj infraštruktúry čisté priestory

19 Budovanie čistých priestorov na ElÚ SAV Počiatok - február 2007

20 Budovanie čistých priestorov na ElÚ SAV Hotové čisté priestory, október 2007 Parametre: 2 miestnosti, celková plocha 55 m 2, fotolitografia + procesing čistota: plánovaná trieda (US norma) častíc (< 0.5 μm) /feet 3 dosiahnutá trieda 100 (US norma), 100 častíc (< 0.5 μm) /feet 3 (ISO 5) vlhkosť: 40 % ± 1 % teplota: 22 o C ± 1 o C ( Spolu : tis. Sk)

21 Budovanie čistých priestorov na ElÚ SAV Využitie ČP na ElÚ SAV pre projekty v rámci TI SAV

22 Budovanie čistých priestorov na ElÚ SAV Nové prístroje zo štrukturálnych fondov

23 Kolektív pracovníkov ElÚ SAV Vďaka za úspešnú a dobrú prácu v roku 2007

24 Publikácie, citácie ElÚ SAV 2007 WoS publications total number of publications 1-st author from IEE SAS WoS citations Impact factor year year year

25 Získavanie hospodárskych výsledkov ElÚ SAV 2007 Náklady za rok 2007: tis. Sk, odpisy vo výške tis. Sk Výnosy za rok 2007: tis. Sk Výnosy budúcich období: tis. Sk Výnosy ElÚ SAV 2007: tis. Sk Mimoinštitucionálna zložka: tis. Sk 2.3% 46.4% 5.9% 7.0% 5.1% 36.2% 44.8% Mzdy + odvody z príspevku tis. Sk Vedecká výchova tis. Sk Oprava budovy (FRIM): 355tis. Sk Mimoinštitucionálna zložka tis. Sk Transfer spolurieš. org tis. Sk 3.0% 0.5% 37.4% Zahr. granty tis. Sk MVTS tis. Sk CENG + NS tis. Sk APVV tis. Sk ESF tis. Sk VEGA tis. Sk Vlastné tržby tis. Sk 5.3% 3.3%