Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,
description
Transcript of Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,
![Page 1: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/1.jpg)
Lesz-e szilíciumon világító dióda?
Horváth Zsolt József
Óbudai Egyetem,Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar,
Mikroelektronikai és Technológiai Intézet
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
![Page 2: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/2.jpg)
A kérdés
„Lesz-e szilíciumon világító dióda?”
Nem egyértelmű:- Lesz-e szilíciumból készült világító dióda?- Lesz-e szilícium hordozón készült világító dióda?
Széleskörű kutatások folynak mindkét területen.
Si indirekt sávú félvezető, alkalmatlan LED létrehozására.
MIÉRT kutatják?
![Page 3: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/3.jpg)
Motiváció
1., CMOS logikai IC-k disszipációja
A frekvencia nem növelhető tovább a disszipáció miatt: P ~ f, CL.A blokkokat összekötő vonalak nagy kapacitásúak és sok helyetfoglalnak.Optikai csatolás a blokkok között: CMOS áramkörökbe integrálható LED-ek és detektorok – technológiai kompatibilitás.
![Page 4: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/4.jpg)
Motiváció
2., System-On-Chip – különböző funkciók integrációja egyetlen csipen.
Szükség van :- optikai adatátvitelre,- optikai csatolókra,- hullámvezetőkre,- optikai és mechanikai érzékelőkre.
![Page 5: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/5.jpg)
Kutatási irányok
Si-alapú LED-ek- pórusos szilícium – 90-es években- Si nanokristályok szigetelőkben - lavina pn és pnp diódák- MIS diódák
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
![Page 6: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/6.jpg)
Eredmények
Si LED-ek
Si nanokristályos szerkezetek Si nanokristályok SiO2-ben
J. De la Torre et al., Physica E 17 (2003) 604
![Page 7: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/7.jpg)
Si nanokristályok SiNx-ben
Cho et al. Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 071909
![Page 8: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/8.jpg)
Mechanizmus
Si nanokristály - indirekt.Electrolumineszcencia szobahőmérsékleten.Magyarázat: lumineszcens centrumok a NK/szigetelő határfelületen.
Gerjesztés: - elektron és lyuk injekció alagutazással vagy a hibahelyeken keresztül- lumineszcens centrumok gerjesztése forró elektronokkal.
![Page 9: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/9.jpg)
Ritka földfém adalékolás hatása
Irrera et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 216 (2004) 222
Adalékolatlan Erbium Túlium
![Page 10: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/10.jpg)
Nanokristály növesztés
Ionsugaras szintézisSzilíciumban gazdag szigetelőréteg leválasztása és hőkezelése.Rétegenkénti leválasztás és hőkezelés (1100 Co).
CVD – nem kell utólagos hőkezelés.
Ionsugaras szintézis SiO2-ben
P. Normand et al. , Nuclear Instruments and Methods in PhysicsResearch B 216 (2004) 228
![Page 11: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/11.jpg)
CVD SiO2-ben és Si3N4-ben
Y.-H. Wu et al., Electrochem. Solid-State Lett., 11 (2008) H131.
P. Basa, et. al., Physica E, 38, (2007) 71.
![Page 12: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/12.jpg)
L. W. Snyman, et al., IEEE J. QUANTUM ELECTRONICS, 46, (2010 ) 906.
Eredmények
Si LED-ek
pnp lavina dióda
![Page 13: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/13.jpg)
pnp lavina dióda L. W. Snyman, et al., IEEE J. QUANTUM ELECTRONICS, 46, (2010 ) 906.
![Page 14: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/14.jpg)
S. Kuai, A. Meldrum,/ Physica E 41 (2009) 916. dox=1-2 nm
Eredmények
Si LED-ek
MIS dióda
![Page 15: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/15.jpg)
MIS dióda
Mechanizmus:
Nyitó irány: az injektáltelektron rekombinácója.Záró irány: lavina letörés.
S. Kuai, A. Meldrum,Physica E 41 (2009) 916
![Page 16: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/16.jpg)
Katsuhiro Tomioka et al., Nano Lett., 10, (2010), 1639.
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
GaAs/AlGaAs nanoszálas LED
![Page 17: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/17.jpg)
Katsuhiro Tomioka et al., Nano Lett., 10, (2010), 1639.
GaAs/AlGaAs nanoszálas LED
![Page 18: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/18.jpg)
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
ZnO nanoszálas LED
Y. He et al., J. Nanopart. Res. (2010) 12, 169.
![Page 19: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/19.jpg)
Eredmények
Nem Si alapú LED-ek Si hordozón
Ballisztikus LED
B. Gelloz et al., Jpn. J. Appl. Phys.,47, (2008) 2902.
![Page 20: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/20.jpg)
Válasz a kérdésre
„Lesz-e szilíciumon világító dióda?”
Valószínűleg lesz a System-On-Chip keretében.
Világításra nem fogják használni.
![Page 21: Lesz-e szilíciumon világító dióda? Horváth Zsolt József Óbudai Egyetem ,](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062423/56814bdc550346895db8b453/html5/thumbnails/21.jpg)
Köszönöm a figyelmet!