Ladění elektrických vlastností hybridních struktur diamantu a galium nitridu řízenou optimalizací vnitřních pnutí
Cíle projektu
Tento projekt se zabývá základním pochopením růstu diamantu na GaN substrátech (AlGaN/GaN na Si nebo safíru a kovových kontaktech). Odlišné metody nukleace a zárodkování budou využity pro inicializaci růstu diamantu. Růst vrstev bude realizován v mikrovlnném plazmovém CVD systému s fokusovanou plazmou a nebo s povrchovou vlnou. Řízení vnitřních pnutí způsobených odlišnými krystalografickými a teplotními parametry diamantu a GaN bude prováděno optimalizací procesních parametrů (zejména depoziční teplotou a složením pracovní směsi plynů) a morfologií nanášené vrstvy. Indukovaná pnutí budou charakterizována pomocí Ramanovi spektroskopie a XRD měření. Připravené elektricky vodivé kanály a HEMT tranzistory na diamant-GaN heterostrukturách budou zkoumány pomocí měření I-V charakteristik. Současně budou matematicky modelována pnutí a disipace tepla za účelem lepší charakterizace a pochopení elektronických a materiálových vlastností hybridních diamant-GaN systémů. Výsledky projektu by měly poskytnout nová řešení při přípravě vysoko-výkonových a vysoko-frekvenčních elektronických prvků.
Klíčová slova
diamond filmsmicrowave plasma chemical vapor depositionAlGaN/GaN HEMT transistorsheterostructuresstrain engineeringheat dissipationsensors
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Postdoktorandské granty
Veřejná soutěž
Postdoktorandské granty 15 (SGA0201400003)
Hlavní účastníci
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
14-16549P
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Electronic Performance Enhancement of Diamond-GaN Hybrid Structures Using Engineered Strains
Anotace anglicky
This project focuses on fundamental understanding of the diamond growth (DG) on GaN substrates (AlGaN/GaN on Si or sapphire, and metal contacts). Different nucleation and seeding methods will be employed to initialize the DG. The DG will be done by cavity-focused or linear-antenna microwave plasma CVD process. The induced strain due to the crystallographic and thermal mismatch between diamond and GaN will be engineered by process conditions (mainly deposition temperature and gas composition) and by layer character (nano- or poly-crystalline grains, porous structure, thickness). The induced strain will be characterized by Raman and XRD measurements. Fabricated electrically-conductive channels and HEMT transistors on diamond-GaN heterostructures will be investigated by variety of I-V measurements. Simultaneously, strain and heat dissipation FEM simulations will be provided to better characterize and understand the electronic and material properties of diamond-GaN hybrid system. The project findings can offer new solutions for high-power and high-frequency electronic devices.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
CEP - vedlejší obor
BL - Fyzika plasmatu a výboje v plynech
CEP - další vedlejší obor
JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
20201 - Electrical and electronic engineering
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Cíle projektu byly splněny, projekt přinesl rozšíření poznatků týkajících se optimalizace růstu diamantové vrstvy na AlGaN/GaN substrát. Výsledky byly publikovány na patřičné úrovni. Všechny výsledky mají vícenásobnou dedikaci. Tuto okolnost je však možné hodnotit pozitivně vzhledem k tomu, že se jednalo o postdoktorský projekt a řešiteli se podařilo vybudovat nové kontakty pro další výzkum.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2014
Ukončení řešení
31. 12. 2016
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
12. 4. 2016
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP17-GA0-GP-U/01:1
Datum dodání záznamu
30. 6. 2017
Finance
Celkové uznané náklady
2 026 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
2 026 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
2 026 tis. Kč
Statní podpora
2 026 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
CEP
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
Doba řešení
01. 01. 2014 - 31. 12. 2016