Projektová činnosť

Národné

Moderné elektronické súčiastky na báze ultraširokopásmového polovodiča Ga2O3 pre budúce vysokonapäťové aplikácie
Modern electronic devices based on ultrawide bandgap semiconducting Ga2O3 for future high-voltage applications
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gucmann Filip, PhD.
Doba trvania: 1.7.2021 – 30.6.2025
Elektronické a optoelektronické súčiastky na báze ultra-širokopásmového Ga2O3 polovodiča
Electronic and optoelectronic devices based on ultra-wide bandgap Ga2O3 semiconductor
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ťapajna Milan, PhD.
Anotácia: V ostatnom období sa intenzívne skúmajú možnosti využitia ultra-širokopásmových polovodičov pre prípravuvýkonových elektronických súčiastok pracujúcich v oblasti jednotiek až desiatok kV a taktiež UVC fotodetektorov.Projekt je zameraný na výskum rastu epitaxných vrstiev a elektronických ako aj optoelektronických súčiastok nabáze Ga2O3. Na základe predbežných výsledkov sa zameriame na výskum rastu romboedrickej fázy Ga2O3 snajvyššou šírkou energetickej medzery. Epitaxné vrstvy budú pripravované pomocou chemickej depozície z párorganokovových zlúčenín vstrekovaním prekurzorov v kvapalnej fáze. Vrstvy budú využívané na prípravu avýskum elektronických súčiastok so zameraním na Schottkyho diódy a spínacie MOSFET tranzistory. Budemeskúmať transportné a tepelné vlastnosti vyvinutých súčiastok, parazitné efekty a mechanizmy prierazov ako ajelektro-optické vlastnosti p-n heteropriechodov pre UV fotodetektory. Zameriame sa aj na výskum možnostízlepšenia tepelného manažmentu pripravených tranzistorov.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
Výskum a vývoj kontaktov pre nové materiály a súčiastky
Contact engineering for advanced materials and devices
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Anotácia: Intenzívny výskum kontaktu kovu a polovodiča sa uskutočňuje už dlhý čas. Zaujímavé typy transportu náboja, nové materiály a súčiastky a nové mechanizmy vytvárania kontaktov si však vyžadujú nový pohľad a výskum.Naším cieľom je určiť procesy a fyzikálne javy, ktoré stoja za metalizačnými schémami pre tranzistory pracujúcev obohacovacom režime, s dierovou vodivosťou a vysokou pohyblivosťou na báze InAlN, ako to predpokladá nášnávrh súčiastky. InAlN s vysokou molárnou frakciou InN bude dotovaný Mg a bude potrebné optimalizovať kontakty.Nové dichalkogenidové (TMDCs) materiály z prechodových kovov sú pre aplikácie v súčiastkách veľmi sľubné.Metalizačné schémy pre TMDC sú však veľmi náročné. TMDC vykazujú rôzne šírky zakázaného pásu vzávislosti od ich hrúbky. Naším cieľom je študovať metalizačné schémy pre TMDC, ich topológiu a vysvetliťrozdiely medzi exfoliovanými a narastenými vziorkami a rozdiely medzi rôznymi typmi tranzistorov v korelácii sich základnými fyzikálnymi vlastnosťami.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
Vertikálny GaN MOSFET pre výkonové spínacie aplikácie
Vertical GaN MOSFET for power switching applications
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kuzmík Ján, DrSc.
Anotácia: Jedným z najnaliehavejších problémov súčasnej spoločnosti je dostupnosť zdrojov energie, najmä s ohľadom na neustále sa zvyšujúce nároky na jej spotrebu. Jednou z ďalších možností úspory energie je zníženie strát vznikajúcich pri prevode do formy vhodnej pre daný spotrebič. Z hľadiska úspory elektrickej energie predstavuje zvýšenie efektivity prevodu elektrickej energie veľký potenciál. Podľa dostupných analýz, viac ako 10% elektrickej energie sa nenávratne stráca v podobe prevodových strát. Aj čiastkové využitie takejto rezervy môže mať veľký hospodársky význam. Prevodové straty vznikajú najmä pri úprave úrovní elektrického napätia vhodných pre konkrétny spotrebič alebo zariadenie. Ťažisko riešenia problematiky efektívnejšieho prevodu elektrickej energie teda spočíva v oblasti výkonovej elektroniky zahŕňajúcej AC/DC a DC/DC prevodníky pre spotrebnú a priemyselnú elektroniku. Razantnejšie zvýšenie efektivity prevodu poskytujú nové výkonové tranzistory na báze GaN-u, ktoré sú schopné pracovať pri podstatne vyšších frekvenciách s takmer trojnásobne nižšími spínacími stratami.Hlavný cieľ predkladaného projektu je výskum a vývoj vertikálneho GaN MOSFET tranzistora a získanie poznatkov o elektro-fyzikálnych vlastnostiach takýchto súčiastok. Jedná sa o „proof-of-concept“ vývoj; z hľadiska kvantitatívnych parametrov bude naším cieľom demonštrovať RON<2 mOhm/cm2 a VBD>600 V. Originálnou črtou navrhovaného konceptu je využitie semi-izolačnej (SI) kanálovej GaN vrstvy (namiesto p-oblastí), blokujúcou tok prúdu pri nulovom napätí na hradle. Na otvorenie tranzistora bude potrebné kladné hradlové napätie, ktoré vytvorí podmienky na injekciu voľných elektrónov z emitora pozdĺž okrajov SI-GaN oblasti. Koncept teda možno označiť za unipolárny tranzistor pracujúci v obohacovacom móde, pričom v driftovej oblasti sa zachováva možnosť využitia nedotovanej GaN vrstvy s extrémne nízkou koncentráciou dislokácií narastenou na priamo na GaN substráte.
Doba trvania: 1.7.2019 – 30.6.2022