Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Efekty techniczno-ekonomiczne z zastosowania uniwersalnych odrzwi ŁPS w warunkach KWK "Bobrek-Piekary"

Łaskawiec Ł., Siudyła W., Caban P.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2018

|

nr 1

28--34

2

Zastosowanie odrzwi łukowych wzmocnionych o ograniczonej podatności ŁPOCW w PGG sp. z o.o. KWK „Piast-Ziemowit" Ruch „Ziemowit"

Modrzik M., Budzyński P., Ficek P., Caban P.

Wiadomości Górnicze

|

2017

|

R. 68, nr 4

193--199

PL

Mając na uwadze poprawę efektywności robót związanych z utrzymaniem chodników w jednostronnym otoczeniu zrobów, w odniesieniu do tradycyjnej obudowy wykonanej na bazie odrzwi łukowo-podatnych typu ŁP wg PN-G-15000/-01, w Ruchu „Ziemowit" podjęto decyzję o za stosowaniu nowej konstrukcji odrzwi, lepiej dostosowanej do warunków geologiczno-górniczych panujących w kopalni. W artykule zaprezentowano nową konstrukcję odrzwi łukowych wzmocnionych o ograniczonej podatności oznaczone skrótem ŁPOCW, produkcji Huty Łabędy. Konstrukcja odrzwi została opracowana we współpracy Huty Łabędy, kopalni „Piast-Ziemowit" Ruch „Ziemowit" i Głównego Instytutu Górnictwa.

EN

Bearing in mind improvement of the efficiency of works associated with maintenance of roadways in a one-sided surrounding of the gob a decision was undertaken in „Ziemowit mining area to use a new structure of the support set, better adapted to the geological and mining conditions of the mine instead of a traditional support made on the basis of arch-yield support sets of ŁP type in conformity with the PN-G-15000/-01 standard. The article presents a new structure of reinforced arch support sets with reduced yielding capacity denoted by the ŁPOCW abbreviation, manufactured by Łabędy steelworks. The design of the support set was developed in cooperation of Łabędy steelworks, „Ziemowit" mining area of „Piast-Ziemowit" mine and the Central Mining Institute.

3

HRXRD study of ZnO single crystals bombarded with Ar ions

Wójcik M., Gaca J., Caban P., Turos A.

Materiały Elektroniczne

|

2016

|

T. 44, nr 3

9--16

EN

High resolution X-ray diffraction methods (HRXRD) were used to study the tetragonalization of a unit cell in a zinc oxide single crystal resulting from the Ar-ion bombardment. Bulk ZnO (00∙1) single crystals were bombarded with ions with the energy of 300 keV and a dose range between 1 x 1014 cm-2 and 4 x 1016 cm-2. Diffraction profiles, obtained by radial 2Theta/Omega scans in the vicinity of the 00∙4 ZnO reciprocal space node were measured and fitted to the curves calculated by means of a computer program based on the Darwin’s dynamical theory of X-ray diffraction. On the basis of these numerical simulations, the profile of the interplanar spacing between planes perpendicular to the c axis of the ZnO single crystal were determined as a function of the Ar ion dose. It was found that positive deformation parallel to the c-axis appeared for the low doses in the bombarded crystal volume. When the dose is increased this deformation gets ronounced, and after reaching a certain critical value, it becomes saturated. This observation leads to the conclusion that the plastic deformation appears in the implanted volume of the crystal.

PL

Za pomocą wysokorozdzielczej dyfraktometrii rentgenowskiej (HRXRD) badano tetragonalizację komórki elementarnej monokryształu tlenku cynku powstałą pod wpływem bombardowania jonami Ar. Objętościowe monokryształy ZnO o orientacji (00∙1) były bombardowane jonami o energii 300 keV, w przedziale dawek od 1 x 1014 cm-2 do 4 x 1016 cm-2. Zarejestrowano profile dyfrakcyjne otrzymane metodą radialnego skanowania 2Teta/Omega, w otoczeniu węzła 00∙4, sieci odwrotnej ZnO i w oparciu o założenia dynamicznej teorii dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w ujęciu Darwina, wykonano ich symulacje numeryczne. Na tej podstawie określono, w zależności od dawki, profil zmiany odległości płaszczyzn prostopadłych do osi c monokryształu ZnO. Stwierdzono, że dla niskich dawek, w ściśle określonej objętości kryształu, powstaje dodatnie odkształcenie równoległe do osi c, wraz ze wzrostem dawki jonów to odkształcenie wzrasta, a po osiągnięciu pewnej krytycznej wartości ulega nasyceniu. To prowadzi do wniosku, że w implantowanej objętości kryształu powstaje wówczas odkształcenie plastyczne.

4

Numerical simulations of epitaxial growth in MOVPE reactor as a tool for aluminum nitride growth optimization

Skibinski J, Caban P., Wejrzanowski T., Grybczuk M., Kurzydlowski K. J.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 2

110--114

EN

The present study concerns numerical simulations and experimental measurements on the influence of inlet gas mass flow rate on the growth rate of aluminum nitride crystals in Metalorganic Vapor Phase Epitaxy reactor model AIX-200/4RF-S. The aim of this study was to design the optimal process conditions for obtaining the most homogeneous product. Since there are many agents influencing reactions relating to crystal growth such as temperature, pressure, gas composition and reactor geometry, it is difficult to design an optimal process. Variations of process pressure and hydrogen mass flow rates have been considered. Since it is impossible to experimentally determine the exact distribution of heat and mass transfer inside the reactor during crystal growth, detailed 3D modeling has been used to gain insight into the process conditions. Numerical simulations increase the understanding of the epitaxial process by calculating heat and mass transfer distribution during the growth of aluminum nitride crystals. Including chemical reactions in the numerical model enables the growth rate of the substrate to be calculated. The present approach has been applied to optimize homogeneity of AlN film thickness and its growth rate.

5

Monolityczny mikrofalowy układ scalony GaN/AlGaN

Dobrzański L., Caban P., Kowalik A., Podgórski J., Rudziński M., Góra K., Jagoda A., Stańczyk B., Wojnowski D., Kozłowski A., Przyborowska K., Lewandowski A., Wiatr W., Paszkiewicz R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 6

6-9

PL

Przedstawiamy opracowanie przyrządów HEMT (High Electron Mobility Transistors) z GaN/AlGaN, a następnie pierwszego w Polsce monolitycznego mikrofalowego układu scalonego, w którym zastosowano przyrządy HEMT z GaN/AlGaN. Opracowanie przyrządów HEMT. Sekwencja warstw epitaksjalnych tworzących strukturę tranzystora była następująca: bufor AlN, kanał GaN, warstwa Schottky’ego AlGaN oraz warstwa podkontaktowa GaN. Strukturę wyhodowano na podłożu szafirowym. Wzór izolacji oraz wzór obszarów drenów i źródeł uzyskano metodą litografii optycznej. Wzór bramki o długości 500 nm i 440 nm otrzymano metodą bezpośredniej elektronolitografii na powierzchni półprzewodnika. Izolację przyrządów uzyskano przez wytrawienie obszaru ‘mesa’ w plaźmie chlorowej. Metalizacja kontaktów tworzyła struktura wielowarstwowa Ti/Al/Ni/Au. Powierzchnię kanału zabezpieczono przez nałożenie warstwy pasywującej Si3N4. Wzmocnienie tranzystorów w pasmie S i X wynosiło odpowiednio 16 i 11 dB (MSG/MAG Maximum Stable Gain). W najlepszym z kilku opisanych wariantów konstrukcyjnych i technologicznych uzyskano częstotliwość graniczną fT = 30 GHz, częstotliwość graniczną fMAX = 30 GHz. Ponadto stwierdzono, że unilateralne wzmocnienie mocy (UPG) równa się jeden dla częstotliwości ok. 30 GHz. Uzysk wynosił 70% co odpowiada 3000 dobrych przyrządów z płytki o średnicy 2”. Opracowanie mikrofalowego monolitycznego układu scalonego (MMIC).Opracowano pierwszy w Polsce mikrofalowy monolityczny układ scalony (MMIC), klucz typu SPDT (Single Pole Double Throw) stosowany zazwyczaj w układach transciever’ów (klucz nadawanie-odbiór). Układ zbudowany jest z czterech tranzystorów HEMT o szerokości bram μm. W paśmie 0-4 GHz straty wtrącenia są mniejsze niż 2 dB, a izolacja lepsza niż 23 dB. Wykazano, że po zmianie konstrukcji układu i stosując tę samą technologię można uzyskać straty wtrącenia mniejsze niż 1 dB. Przedstawiony układ MMIC jest demonstratorem technologii, przy pomocy której można wykonać układy scalone o parametrach na poziomie komercyjnym.

EN

We present the development of HEMT (High Electron Mobility Transistors) and MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) made of GaN/AlGaN. Development of HEMTs. The sequence of epitaxial layers grown on sapphire substrate was as follows: AlN buffer, GaN channel, AlGaN Schottky and GaN contact cap. Isolation pattern and ohmic metal pattern were obtained by optical lithography. The gate was 500 nm and 440 nm long and was written using e-beam directly on semiconductor wafer. Then gate metal was evaporated and lifted off. The isolation was obtained by mesa etching in pure chlorine plasma. Ohmic contact consisted of a Ti/Al/Ni/Au sandwich. Finally Si3N4 passivation was made to protect exposed channel surface. Transistors operate in S and X band, showing 16 and 10 dB MSG/MAG gain respectively. For the best layout design transistors exhibited frequency fT=30 GHz, frequency fMAX = 30 GHz, and exhibited UPG=1 (unilateral power gain) for frequency 30 GHz. The yield was 70%, what corresponds to about 3000 good devices form one 2” wafer. Development of monolithic microwave integrated circuit (MMIC). We developed transistor switch of SPDT (Single Pole Double Throw) type which is used in transceivers. The circuit consists of four HEMT devices having gate width of 150 μm, gate length of 440 nm and drain source distance of 3 μm. In the 0-4 GHz bandwidth insertion loss is less than 2 dB and isolation is better than 23 dB. It was demonstrated that increase of the gate width of transistors will improve insertion loss value to the level of 1 dB.

6

Comparison of CVD graphene grown on copper foil and PVD copper

Pasternak I., Grodecki K., Piątkowska A., Ciuk T., Caban P., Strupiński W.

Materiały Elektroniczne

|

2013

|

T. 41, nr 2

26--33

EN

Graphene synthesis by the CVD method performed on the surface of copper is one of the most promising techniques for producing graphene for low cost and large scale applications. Currently, the most commonly used Cu substrate for graphene growth is foil, however, there is still a need to find new substrates and improve the quality of graphene layers. Sputtered Cu films on insulating substrates are considered as an alternative. Here we show the properties of graphene grown by the CVD method on thin copper foil and PVD copper films on Si/SiO2 substrates. We compare data on the properties of graphene films transferred from different copper substrates onto SiO2/Si substrates. We note that graphene grown on sputtered Cu films creates a multilayer form on the boundaries which can be identified on micro-Raman maps and in SEM images.

PL

Wytwarzanie grafenu metodą CVD na podłożach miedzianych jest jedną z najbardziej perspektywicznych metod otrzymywania grafenu ze względu na niski koszt podłoża oraz szerokie możliwości zastosowania w przemyśle. Obecnie najczęściej stosowanym do wzrostu grafenu podłożem miedzianym jest folia, jednakże ciągle istnieje potrzeba znalezienia nowego podłoża tak by poprawić jakość warstw grafenu. Jako alternatywę rozważa się cienkie warstwy miedzi wytwarzane metodami PVD osadzane na nieprzewodzącym podłożu. W niniejszym artykule przedstawiamy własności grafenu wytwarzanego metodą CVD na cienkiej folii miedzianej oraz na warstwach miedzi osadzonych na Si/SiO2. Porównujemy także wyniki otrzymane dla przeniesionych warstw grafenu z obu rodzajów próbek.

7

Epitaksja MOCVD naprężonych struktur kwantowych laserów kaskadowych InGaAs/InAIAs/InP

Wesołowski M., Strupiński W., Gaca J., Wójcik M., Dumiszewska E., Caban P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 10

23-25

PL

Przedmiotem pracy jest zastosowanie technologii epitaksji ze związków metaloorganicznych (MOCVD) do otrzymania laserów kaskadowych (QCL) na podłożach InP. Wykonano hetrostruktury półprzewodnikowe laserów zbudowane z supersieci InGaAs/InAIAs ze skompensowanymi naprężeniami. Lasery takie są najważniejszym rodzajem przyrządów QCL o emisji w przedziale 3-8 µm. Otrzymanie heterostruktur o zadanych wcześniej parametrach wiąże się z bezprecedensową w epitaksji półprzewodników precyzją składów, grubości i międzypowierzchni warstw składowych. Dokładność tę osiągnięto poprzez optymalizację parametrów i organizacji procesów oraz poprzez dobór odpowiednich metod charakteryzacyjnych. Jako główne narzędzie charakteryzacyjne zastosowano analizę profili dyfrakcji rentgenowskiej. Uzyskane wyniki pokazują rozwiązania problemów specyficznych dla technologii opracowywanych heterostruktur oraz skuteczność metod dyfrakcji w tym przypadku. Miarą sukcesu prezentowanych prac było uzyskanie w oparciu o wykonane heterostruktury poprawnie działających laserów. Wśród ciekawych obserwacji znalazły się widoczne w krzywych dyfrakcyjnych przejawy braku podstawowej koherencji periodyczności supersieci struktury z periodycznością sieci krystalicznej.

EN

We grew strain-compensated InGaAs/InAIAs/InP mid-infrared quantum cascade lasers by MOCVD. The required unprecedented accuracy of layers stoichiometry and thickness, together with the high purity of the compounds and suitable process repeatability are the prime challenges for this technology. This necessary precision was obtained through the optimisation of growth parameters, processes organisation as well as development and application of adequate characterisation methods. X-ray diffraction spectroscopy combined with a corresponding simulation tool for the diffraction profile analysis enabled the effective recognition of the epitaxial structures. This approach showed several solutions to specific problems. The proper working lasers processed from the developed structures can be treated as the measure of success. Among other results there is an interesting observation of the incoherence of the superlattice and crystal lattice periodicity seen as the additional features in the XRD profiles.

8

Study of MOCVD growth of InGaAsSb/AlGaAsSb/GaSb heterostructures using two different aluminium precursors TMAl and DMEAAl

Wesołowski M., Strupiński W., Motyka M., Sęk G., Dumiszewska E., Caban P., Jasik A., Wójcik A., Pierściński K., Pierścińska D.

Opto-Electronics Review

|

2011

|

Vol. 19, No. 2

140-144

EN

The antimonide laser heterostructures growth technology using MBE epitaxy is currently well-developed, while MOVPE method is still being improved. It is known that the principal problem for MOVPE is the oxygen and carbon contamination of aluminium containing waveguides and claddings. The solution would be to apply a proper aluminium precursor. In this study we present the results of metal-organic epitaxy of In- and Al-containing layers and quantum well structures composing antimonide lasers devices. Special emphasis was put on the aluminium precursor and its relation to AlGaSb and AlGaAsSb materials properties. The crystalline quality of the layers grown with two different Al precursors was compared, very good structural quality films were obtained. The results suggested a substantial influence of precursors pre-reactions on the epitaxial process. The oxygen contamination was measured by SIMS, which confirmed its dependence on the precursor choice. We also optimised the GaSb substrate thermal treatment to deposit high quality GaSb homoepitaxial layers. Quaternary InGaAsSb layers were obtained even within the predicted miscibility gap, when arsenic content reached high above 10% values. InGa(As)Sb/AlGa(As)Sb quantum wells were grown and their optical properties were characterised by photoluminescence and photoreflectance spectroscopy. Type-I quantum wells showed a fundamental optical transition in the 1.9-2.1 µm range at room temperature. The epitaxial technology of the structures was subjected to an optimisation procedure. The investigated layers and heterostructures can be considered for application in laser devices.

9

Otrzymywanie warstw SiCN metodą RF sputteringu

Stańczyk B., Jagoda A., Dobrzański L., Caban P., Możdżonek M.

Materiały Elektroniczne

|

2011

|

T. 39, nr 2

18-23

PL

Węglik i azotek krzemu są obiecującymi materiałami, które dzięki swym właściwościom mogą być wykorzystane do uzyskiwania różnego rodzaju przyrządów elektronicznych. Oba są wysoko temperaturowymi półprzewodnikami używanymi jako izolatory i stosowanymi jako bariery dyfuzji w urządzeniach mikroelektronicznych. SiCN znajduje liczne praktyczne zastosowania w ogniwach słonecznych, płaskich monitorach telewizyjnych, pamięciach optycznych, jako warstwy antyrefleksyjne. Kontrola parametrów procesu sputteringu pozwala na uzyskiwanie warstw o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych np. o różnej przerwie energetycznej, od 2,86 V dla SiC do 5 eV dla Si3N4 [1]. W artykule opisane zostały właściwości warstw SiCN otrzymane metodą reaktywnego sputteringu z targetu węglika krzemu oraz w atmosferze argonowo - azotowej. SiCN osadzany był na podłożach Si(111) oraz na podłożach krzemowych z warstwą AlN. Skład, struktura, powierzchnia uzyskiwanych warstw była określana za pomocą metod diagnostycznych takich jak: dyfrakcja rentgenowska (XRD), spektroskopia masowa jonów wtórnych (SIMS), mikroskopia sil atomowych (AFM). Badano wpływ parametrów sputteringu na jakość warstw analizując widma transmisji i z zakresu podczerwieni i światła widzialnego.(FTIR - spektroskopia optyczna w zakresie podczerwieni).

EN

Silicon carbide and silicon nitride are prospective candidates for potential high-temperature structural applications because of their excellent mechanical properties [1]. Both are high-temperature semiconductor materials used as electrical insulators or diffusion barriers in microelectronic devices. Apparently, amorphous silicon carbide nitride (SiCxNy) has tenability over a very wide range of x and y. In this context, SiCXNY alloys are interesting materials, among which one can enumerate the SiC band gap (2,86eV) and insulating Si3N4 films (5eV) [1]. In our paper, we describe the properties of SiCN fabricated by magnetron sputtering from a silicon carbide target in a reactive atmosphere of nitrogen and argon. SiCN was deposited on both Si(111) substrates and silicon substrates with AlN layers. The composition, structure and surface roughness (RMS) of the SiCN films were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), Atomic Force Microscopy (AFM), and Scanning Electron Microscopy (SEM).The influence of the gas composition, gas flow rate and working gas pressure on the quality of layers was examined by the analysis of the spectrum of Optical Absorption and by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).

10

Badanie odkształceń sieci krystalicznej w implantowanej warstwie epitaksjalnej GaN osadzonej metodą MOCVD na podłożu szafirowym o orientacji [001]

Wójcik M., Gaca J., Wierzbicka E., Turos A., Strupiński W., Caban P., Sathish N., Pągowska K.

Materiały Elektroniczne

|

2011

|

T. 39, nr 4

22-31

PL

W pracy zbadano warstwy epitaksjalne GaN o grubości 1000 nm implantowane jonami Ar++ w zakresie dawek od 7 ⋅ 1013 cm-2 do 1 ⋅ 1015 cm-2. Wyznaczono zakres proporcjonalności pomiędzy dawką a średnią zmianą odległości pomiędzy płaszczyznami równoległymi do powierzchni swobodnej implantowanego kryształu GaN. Wyznaczono korelację pomiędzy wielkością dawki jonów a rozkładem odkształceń sieci krystalicznej występujących w kierunku [001] w warstwie epitaksjalnej. Stwierdzono, że odkształcane są płaszczyzny sieciowe równolegle do interfejsu, a komórka elementarna warstwy implantowanej ulega tetragonalizacji.

EN

In the present work 1000 nm epitaxial GaN layer implanted with Ar++ ions in the dose range from 7 ⋅ 1013 cm-2 to 1 ⋅ 1015 cm-2 was investigated. The range of linearity between dose and the average change of interplanar spacing of planes parallel to the surface of the implanted GaN crystal was determined. It was found a correlation between the distribution of displaced atoms and lattice deformation occurring in the [001] direction in the epitaxial layer. It was also observed the tetragonalization of unit cell due to implantation.

11

Heterostruktury AlGaN/AlN/GaN na podłożach 4H-SIC uzyskane metodą LP MOVPE do zastosowań w technologii tranzystorów HEMT

Caban P., Strupiński W., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 3

145-149

PL

W pracy przedstawiono podstawowe problemy technologiczne związane z otrzymywaniem metodą LP MOVPE warstw heteroepitaksjalnych azotku galu na podłożach z węglika krzemu. Przedstawiono wyniki charakteryzacji buforowych warstw epitaksjalnych GaN na SiC otrzymywanych przy różnych ciśnieniach. Przydatność opracowanej technologii krystalizacji bufora GaN zweryfikowano poprzez wykonanie pełnej heterostruktury AlGaN/AlN/GaN/SiC wykorzystanej do wytwarzania tranzystorów HEMT. Przedstawiono rezultaty pomiarów parametrów pracy przyrządów.

EN

The main aspects of LP MOVPE GaN on SiC substrates were discussed. The influence of GaN growth pressure on crystal quality and surface morphology of GaN layers was investigated by atomic force microscopy (AFM) and high resolution x-ray diffraction (HRXRD). The HEMT structures based on AlGaN/AlN/GaN heterostructure were deposited. The device was fabricated and characterized.

12

Metody ograniczania korozji obudowy stalowej wyrobisk korytarzowych na podstawie doświadczeń kopalni "Ziemowit"

Stefaniak R., Moszko M., Śladowski G., Caban P.

Wiadomości Górnicze

|

2009

|

Vol. 60, nr 9

509-516

PL

W artykule poruszono zagadnienia dotyczące zjawiska korozji i jej wpływu na stan obudowy wyrobisk korytarzowych. Elementy stalowej obudowy podporowej w warunkach dołowych narażone są na działanie agresywnych składników powietrza i wód kopalnianych w sposób ciągły i dlatego ich korozja powodująca utratę podporności jest istotnym problemem. Przedstawiono zagadnienia wpływu korozji na parametry wytrzymałościowe obudowy chodnikowej. Omówiono działania mające na celu określenie wielkości zniszczeń korozyjnych obudów stosowanych w kopalni "Ziemowit" wraz z metodyką obserwacji i pomiarów przy użyciu grubościomierza ultradźwiękowego. Poruszono kwestię zapobiegania korozji i zmniejszenia jej skutków.

EN

The article discusses the problems relating to phenomena of corrosion and its influence on the status of roadways' support. The elements of steel support in underground conditions are exposed to action of aggressive components of the air and mine waters in continuous way and therefore their corrosion causing loss yield capacity is an essential problem. The article presents the problems of influence of corrosion on strength parameters of the roadway's support. It discussed the activities focused on determination of the magnitude of corrosive destructions of the supports used "Ziemowit" mine together with the methodology of observations and measurements with the use of supersonic thickness meter. The problem of prevention against corrosion and reduction of its effects was also introduced.

13

Wpływ trawienia podłoży 4H-SiC na epitaksje GaN

Caban P., Kościewicz K., Strupiński W., Pągowska K., Ratajczak R., Wójcik M., Gaca J., Turos A., Szmidt J.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 4

5-16

PL

Przedstawiono wyniki prób osadzania azotku galu na podłożach z węglika krzemu w technologii epitaksji ze związków metalorganicznych w fazie pary w obniżonym ciśnieniu (LP MOVPE). W szczególności zbadano wpływ trawienia podłoży oraz ich odchylenia od osi (0001) na morfologię powierzchni oraz strukturę krystalograficzną osadzanego GaN. Stwierdzono, że trawienie podłoży ma wpływ na chropowatość powierzchni warstw epitaksjalnych, ale również poprawia strukturę krystalograficzną. Warstwy GaN zostały scharakteryzowane przy wykorzystaniu pomiarów AFM, HRXRD, RBS oraz pomiaru efektu Hall'a. Zaobserwowano, że najbardziej odpowiednim z analizowanych podłoży do epitaksji GaN jest 4H-SJC są te, które nie mają odchylenia od osi kryształu (0001).

EN

The influence of surface preparation and off-cut of 4H-SiC substrates on morphological and structural properties of GaN grown by low pressure metalorganic vapour phase epitaxy was studied. Substrate etching has an impact on the surface roughness of epilayers and improves its crystal quality. The GaN layers were characterized by AFM, HRXRD, RBS/channelling and Hall effect measurements. It was observed that on-axis 4H-SiC is most suitable for GaN epitaxy and that substrate etching improves the surface morphology of epilayer.

14

Badanie heterostruktur związków AIIIN zawierających warstwy ultracienkie

Wójcik M., Gaca J., Turos A., Strupiński W., Caban P., Borysiuk J., Pathak A. P., Sathish N.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 4

61-84

PL

Niedopasowanie sieciowe pomiędzy szafirowym podłożem i warstwą epitaksjalną GaN prowadzi do powstawania naprężeń i dyslokacji niedopasowania. Jest ono także główną przyczyną trudności, na jakie napotyka wzrost epitaksjalny warstw związków AIIIN. Próby rozwiązania tego problemu polegają m.in. na stosowaniu warstwy buforowej [1-3]. Niekiedy może ona zawierać supersieć o bardzo krótkiej fali modulacji składu chemicznego, która obniża gęstość dyslokacji, a także poprawia strukturę docelowej warstwy epitaksjalnej [4-5]. W artykule prezentowane są wyniki badań systemów epitaksjalnych związków AIIIN, odkładanych na podłożu szafirowym o orientacji 001, dotyczące struktury warstw AlN, AlGaN oraz GaN o bardzo małej grubości, a także cech budowy krystalicznej warstwy buforowej i jej wpływu na wzrost i strukturę docelowej warstwy epitaksjalnej GaN.

EN

The lattice misfit between Al2O3 substrate and epitaxial GaN layer generates stresses and numerous misfit dislocations. This leads to difficulties in the epitaxial growth of the GaN layer. The attempts to resolve this growth problems consist in employing the buffer layer with the ultra thin period AlGaN/GaN superlattice. This superlattice is expected to reduce the dislocations density and improve the structure of epitaxial GaN layer. In this work we present the results of the investigation of the structure of AlGaN/GaN superlattice used as a buffer layer on the crystalline and chemical order of the extremely thin AlN, GaN and AlGaN layers

15

Zastosowanie oprogramowania wspomagającego kontrolowanie procesu epitaksji związków półprzewodnikowych w technologii MOCVD

Wesołowski M., Strupiński W., Zynek J., Caban P., Dumiszewska E., Lenkiewicz D., Kościewicz K., Czołak D., Nizel J.

Materiały Elektroniczne

|

2007

|

T. 35, nr 3-4

19-30

PL

Celem artykułu jest przedstawienie oprogramowania komputerowego obejmującego szereg zadań związanych z epitaksją związków półprzewodnikowych. Wśród zadań tych znalazły miejsce: 1. zarządzanie przepływami prekursorów, 2. wspomaganie wytwarzania struktur ze studnią kwantową, 3. analiza struktur fotonicznych, 4. analiza potencjału elektrycznego w strukturach. Weryfikacja oprogramowania podczas pracy z systemem epitaksji MOCVD wykazała, że stanowi ono pozytywny przykład rozwiązania problemu numerycznego wspomagania procesu epitaksji.

EN

Several areas of semiconductor epitaxy can be efficiently assisted by computer recipes, some of these areas are already covered by well developed software units, other still needs such approach. The presentation of a software package combining most important tasks in one utility and some tests with MOCVD are included in this publication. The studied software overcomes following topics: 1. Flow corrections computing for ternary, quaternary or higher order compounds. 2. Analysis of quantum wells in semiconductor structures. 3. Analysis of Bragg reflectors and other 1- dimensional photonic structures. 4. Electrical potential profiling. 5. Calculators for minor epitaxy-related problems. Evaluation of flow corrections computing was tested on MOCVD with InGaAsP/InP, InGaAsP/GaAs, and other quaternaries and ternaries. Beside first order approximation, the process-flows response was exercised with application of "software-learning" empirical approach. Results indicated these functions as comfortable and efficient. The semiconductor quantum well structure analysis performed on AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaAs/InP and other structures enabled to determine quantum well parameters with high accuracy. The algorithm developed for strained quantum wells was capable to resolve both QW thickness and composition in multiple PL test. The 1- dimensional photonic structure study with InGaAs/InP Bragg reflectors allowed to fit experimental data and resolve structure parameters and uniformity, technological problems with resonant cavities epitaxy have manifested as reduced by application of compiled numerical recipes. The next software area - electrical potential profiling - offered possibility to investigate HEMT structures, prepare potential data for semiconductor quantum well analysis or to forecast depletion regions of test structures. With few other numerical units all algorithms compose a solution of the problem of computer support for epitaxy.

16

Wpływ zastosowania wysokotemperaturowej warstwy zarodkowej AIN na właściwości GaN osadzanego na podłożach szafirowych

Lenkiewicz D., Strupiński W., Zdunek K., Ratajczak R., Stonert A., Borysiuk J., Caban P., Dumiszewska E., Kościewicz K., Wesołowski M.

Materiały Elektroniczne

|

2007

|

T. 35, nr 3-4

5-18

PL

Warstwy epitaksjalne związków półprzewodnikowych typu AIII-N są szeroko stosowane w przyrządach optoelektronicznych i mikrofalowych między innymi takich jak diody elektroluminescencyjne, detektory UV i tranzystory HEMT. Wskutek niedopasowania sieciowego pomiędzy warstwą a podłożem szafirowym istnieje konieczność stosowania przejściowej niskotemperaturowej warstwy zarodkowej. Typowa temperatura wzrostu warstwy zarodkowej (~550°C) jest znacznie niższa od temperatury wzrostu dalszych warstw aplikacyjnych przyrządu (≥ 1070C). Podczas zwiększania temperatury, w warstwie zarodkowej zachodzi przemiana struktury kubicznej w heksagonalną, której towarzyszy tworzenie się defektów strukturalnych (błędów ułożenia), co prowadzi do pogorszenia się parametrów przyrządu. Niniejsza praca koncentruje się na otrzymaniu warstwy zarodkowej w wyższej temperaturze z pominięciem niekorzystnego etapu zmiany struktury. Zastosowanie takiej warstwy zarodkowej z A1N pozwala na otrzymanie stabilnej struktury heksagonalnej o niskiej gęstości defektów strukturalnych oraz otwiera możliwość natychmiastowego dwuwymiarowego wzrostu warstwy aplikacyjnej GaN. Analizowane warstwy GaN charakteryzują się znacznie mniejszą szerokością połówkową rentgenowskiego widma dyfrakcyjnego dla promieniowania odbitego w kierunku <0002> oraz znacznie wyższą rezystywnością w porównaniu do warstw GaN otrzymanych metodą dwuetapową. W pracy przedstawiono wyniki badań wysokotemperaturowej warstwy zarodkowej oraz wpływu warunków jej wzrostu na strukturę krystaliczną i właściwości elektryczne warstw GaN. Zaprezentowano możliwość uzyskania wysokorezystywnych warstw GaN na podłożach szafirowych. Zaobserwowano znaczący wpływ temperatury wzrostu na właściwości heterostruktur wykorzystujących związki typu GaN.

EN

The III-N compounds are widely used for manufacturing optoelectronic and microwave devices such as electroluminescent diodes, UV detectors and HEMTs. Application of the lattice-mismatched sapphire substrates requires using low-temperature transition nucleation layers. Typically, the growth temperature of a nucleation layer is 550°C and highly differs from that of the subsequent application layer equal to 1070°C. The temperature increase has a detrimental effect on the structure of the nucleation layer. As a result, more lattice defects, such as interstitials, dislocations and stacking faults are formed in the application layer leading in consequence to deterioration of the device parameters. Present work concentrates on the development of a high-temperature nucleation layer and elimination of the harmful effect of the high temperature. The application of such A1N nucleation layer allows us to obtain a stable hexagonal structure with lower defect density, and it opens up also a possibility for an immediate two-dimensional growth of GaN application layer. The studies of high-temperature nucleation layers properties, their growth conditions and structural and electrical parameters of GaN application layers have been performed. The possibility to obtain the GaN layers with a high-resistivity using sapphire substrates and the AIN nucleation layers has been shown.