yeni yarı-iletken teknolojileri - AFCEA Türkiye
yeni yarı-iletken teknolojileri - AFCEA Türkiye
yeni yarı-iletken teknolojileri - AFCEA Türkiye
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
YENİ YARI-İLETKEN<br />
YARI İLETKEN<br />
TEKNOLOJİLERİ<br />
Doç. Dr. Cengiz Beşikci<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Mikroelektronik<br />
Enformasyon Teknolojisi<br />
Telekomünikasyon<br />
Bilgisayar<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Mikroelektronik Teknolojisi<br />
Yeni Kavramlar Yeni Malzemeler Küçültme<br />
Karõşõk Teknolojiler<br />
Daha Hõzlõ<br />
Daha Geniş Spektrum<br />
Daha Yüksek Güç/Yüksek Sõcaklõk<br />
Daha Uzun Ömür<br />
Daha Ucuz<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Kolon III<br />
III<br />
Al<br />
Ga<br />
In<br />
Kolon V<br />
N<br />
As<br />
P<br />
Sb<br />
III-V III III-VGrubu Grubu Bileşik Bile Bileşik ik<br />
Yarõ-<strong>iletken</strong>ler<br />
Yar Yarõ-<strong>iletken</strong>ler <strong>iletken</strong>ler<br />
AlN<br />
GaN<br />
GaP<br />
AlAs<br />
GaAs<br />
InP<br />
InAs<br />
InSb<br />
Al x Ga 1-x N<br />
Ga x In 1-x P<br />
AlIn x As 1-x<br />
Al x Ga 1-x As<br />
In X Ga 1-x As<br />
InAs x Sb 1-x<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Elektronik Cihazlar<br />
Sayõsal Say sal<br />
Tümleşik Tümle ik<br />
Devreler<br />
MESFET<br />
MODFET<br />
HBT<br />
Monolitik<br />
Mikrodalga<br />
Tümleşik Tümle ik<br />
Devreler<br />
III-V III V Yarõ-<strong>iletken</strong><br />
Yar <strong>iletken</strong><br />
Teknolojisi<br />
Optoelektronik Tümleşik Tümle ik<br />
Devreler<br />
Optoelektronik Cihazlar<br />
Fotodedektör<br />
Lazer<br />
Fototransistör<br />
Güneş Güne Pili<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
GaInP/GaAs<br />
Yüksek Hõzlõ Transistörler<br />
(MODFET, HBT)<br />
AlGaAs/GaAs<br />
Elektronik Uygulamalarõ<br />
InP/InGaAs<br />
AlInAs/InGaAs/InP<br />
AlGaN/GaN<br />
GaN<br />
Yüksek Güç/Yüksek Sõcaklõk<br />
Elektroniği<br />
AlN<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
III-Nitratlar III Nitratlar<br />
AlN,GaN AlN GaN,InN InN,AlGaN AlGaN,InGaAlN InGaAlN<br />
Bant aralõklarõ görünür spektrumu tamamiyle kaplar.<br />
1.9 eV (InN)-6.2 eV (AlN)<br />
Mavi LED ve Lazer<br />
Küçük dalgaboyu, yüksek yoğunlukta optik depolama<br />
Büyük bant aralõğõ, yüksek õsõl <strong>iletken</strong>lik, yüksek<br />
güç/yüksek sõcaklõk elektroniği<br />
Kuvvetli bağ, kimyasal aşõnmaya karşõ dayanõklõ<br />
2001 yõlõnda GaN Optoelektronik Pazarõ<br />
2 Milyar A.B.D. Dolarõ<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Moleküler Işõn Epitaksisi (MBE)<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Metalorganik Kimyasal Buhar Depozisyonu (MOCVD)<br />
Ga(CH 3) 3+AsH 3→GaAs+3CH 4<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Ev Yapõmõ MOCVD Reaktörü<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Mikroelektronik Alanõnda ODTÜ’de<br />
Yapõlan Çalõş Çalõşmalar<br />
malar<br />
Yarõ-İletken Aygõt Modellemesi<br />
Yarõ-İletken Karakterizasyonu<br />
Entegre Devre Tasarõmõ<br />
Sensör, Transistör, Kõzõlötesi Dedektör Tasarõmõ ve<br />
Fabrikasyonu<br />
III-V Grubu Yarõ-İletkenler Üzerinde Süren Projeler:<br />
GaInP/InGaAs/GaAs MODFET Yapõlarõ<br />
Si Taban Üzerinde InSb (3-5 µm) Kõzõlötesi Dedektörler<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
1 V<br />
Source Gate Drain<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.<br />
3 V
Kõzõlötesi Dedektör Malzemeleri<br />
3-5 µm 8-12 µm<br />
InSb PtSi PbSe<br />
Hg 1-x Cd x Te InAs 1-x Sb x InTlSb<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Neden InSb ve InAsSb? InAsSb<br />
Homojen olarak büyütülebilir<br />
Güçlü kovalent ba özellii<br />
Si Taban üzerinde başarõ<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Si Tabanõn Taban Avantajlarõ<br />
Avantajlar<br />
Daha büyük taban<br />
Okuma devresi ile aynõ genleme<br />
katsayõsõ<br />
Taban inceltmeye gerek yok<br />
Okuma devresi ile monolitik entegrasyon<br />
mümkün<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Okuma Devresi ile Hibrid Entegrasyon<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Dedektör Yapõsõ Yap<br />
Molecular Işõn Epitaksisi (MBE) Büyütme Tekniği<br />
92,000 cm 2 /V-sec Elektron Mobilitesi (77 K)<br />
(Dünyada elde edilebilen en yüksek mobilite)<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
400 X 80 µµm 2 Dedektör Dizisi<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Dark Current ( µA)<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
Elektriksel Karakterizasyon<br />
0.1<br />
-0.6 -0.4 -0.2 0<br />
Bias (V)<br />
77 K<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.<br />
Dark Current (mA)<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2<br />
Bias (V)<br />
9000<br />
8000<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
0<br />
Differential Resistance (Ohm)
Responsivity (kV/W)<br />
100<br />
10<br />
0.1<br />
Optik Karakterizasyon<br />
1<br />
77 K<br />
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6<br />
Wavelength (µm)<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Dark Current (µA)<br />
0<br />
-20<br />
-40<br />
-60<br />
-80<br />
-100<br />
-120<br />
-140<br />
-160<br />
I S<br />
I T<br />
I +I<br />
S T<br />
Karanlõk Karanl k Akõm Ak<br />
Measured<br />
-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0<br />
Bias (V)<br />
77 K<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Sonuçlar<br />
1.2 kV/W Gerilim Responsivitesi<br />
Düük Kaçak Akõm<br />
Homojen Dağõlõm<br />
Si taban üzerinde dünyada elde edilen en iyi<br />
performans<br />
InSb Dedektörlerin Si Okuma Devresi ile Monolitik<br />
Entegrasyonu Mümkün<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Halen Sürdürülen Çalõş Çalõşmalar<br />
malar<br />
8x8 Dedektör Dizisinin bir Multiplexer<br />
Devresi ile Entegrasyonu veTesti<br />
Daha Büyük Boyutta FPA ve Okuma<br />
Devresi Fabrikasyonu<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Yapõlmasõ Planlanan Çalõşmalar<br />
Modern yarõ-<strong>iletken</strong> büyütme teknolojisinin<br />
ODTÜ’de geliştirilmesi<br />
8-12 µm penceresinde kõzõlötesi dedektörler<br />
Yüksek çözünülürlüklü FPA Yapõlarõ<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Araştõrma Bazõnda Gerekli Yatõrõm<br />
Temiz Oda-1,000,000 USD<br />
Kristal Büyütme-2,000,000 USD<br />
Yapõsal Karakterizasyon-500,000 USD<br />
Elektriksel Karakterizasyon-200,000 USD<br />
Optik Karakterizasyon-300,000 USD<br />
Aygõt Fabrikasyonu ve Karakterizasyonu-1,000,000 USD<br />
TOPLAM: 5,000,000 USD<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Center for Quantum Devices, Northwestern University, A.B.D.<br />
1992<br />
Yüksek güç<br />
980 nm lazer<br />
ilk Si taban<br />
üzerine<br />
1.3 um<br />
lazer<br />
1993<br />
InTlSb<br />
Yari-<strong>iletken</strong>inin<br />
ilk defa<br />
büyütülmesi<br />
ilk<br />
InTlSb<br />
infrared<br />
fotodedektör<br />
ilk Al<br />
içermeyen<br />
yüksek güç<br />
lazer (MOCVD)<br />
1994<br />
ilk<br />
Al içermeyen<br />
p-QWIP<br />
Rekor Kalitede<br />
AlN<br />
Rekor Kalitede<br />
GaN ve AlGaN<br />
ilk<br />
GaN p-n<br />
Fotovoltaik<br />
UV dedektör<br />
1995<br />
Al içermeyen<br />
yüksek güç<br />
808 nm lazer<br />
13 um, 300 K<br />
ilk InAsSb<br />
infrared<br />
fotodedektör<br />
ilk<br />
AlN/Si<br />
MIS<br />
ilk<br />
Al içermeyen<br />
yüksek güç<br />
3-5 um Laser<br />
ilk<br />
AlGaN-AlN<br />
260-200 nm<br />
fotodedektör<br />
ilk<br />
InSb/GaAs<br />
ve<br />
InSb/Si FPA<br />
n-tip QWIP<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.<br />
1996
Özel Sektörün Toplam Ar-Ge<br />
Harcamalarõ İçindeki Payõ<br />
<strong>Türkiye</strong> %24<br />
ABD %73<br />
Japonya %66<br />
Rusya %66<br />
İngiltere %65<br />
Fransa %62<br />
İtalya %58<br />
İspanya %45<br />
Yunanistan %27<br />
G.Kore %73<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Ar-Ge Harcamalarõnõn GSYİH<br />
İçindeki Payõ<br />
<strong>Türkiye</strong> %0.38<br />
ABD %2.55<br />
Japonya %2.84<br />
Rusya %0.82<br />
İngiltere %2.19<br />
Fransa %2.34<br />
İtalya %1.12<br />
İspanya %0.82<br />
Yunanistan %0.49<br />
G.Kore %2.30<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Alõnmasõ Gerekli Önlemler<br />
•Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikasõnõn Geliştirilmesi<br />
ve Kararlõlõk İçinde Uygulanmasõ<br />
•AR-GE’ye Daha Fazla Devlet Yardõmõ<br />
•Üniversite-Sanayi Ortak Araştõrma Merkezleri<br />
•Uluslararasõ Araştõrma Projeleri<br />
• Üniversite’de Savunma Amaçlõ Araştõrmanõn<br />
Yönlendirilmesi<br />
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL.
Change language