© SiCMAT
Przemysł elektroniczny |
PW, UW oraz ITME finalizują projekt wart ponad 13 mln PLN
Naukowcy z Politechniki Warszawskiej opracowali metodę oceny jakości podłoży z węglika krzemu, wykorzystywanych do produkcji elektroniki. To jedna z trzech części projektu unijnego SICMAT.
Realizacją projektu „Opracowanie technologii otrzymywania nowoczesnych materiałów półprzewodnikowych na bazie węglika krzemu (SICMAT)” zajęło się konsorcjum złożone z Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych. Celem było opracowanie technologii wytwarzania monokrystalicznych podłoży z węglika krzemu (SiC) oraz technologii epitaksji cienkich warstw azotku galu (GaN) oraz grafenu na takich podłożach. Otrzymany w efekcie materiał stanowi bazę do wytwarzania urządzeń elektroniki o lepszych i stabilniejszych właściwościach.
Każdy z konsorcjantów pracował nad tą częścią projektu, w której ma największe kompetencje. Modelowaniem matematycznym zajął się Uniwersytet Warszawski, Politechnika Warszawska – charakteryzacją, a ITME wdrażaniem technologii w oparciu o wyniki modelowania i charakteryzacji.
Na czym w praktyce polegało zadanie Politechniki Warszawskiej, zapytaliśmy kierownika projektu, dr. inż. Tomasza Wejrzanowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej PW. – Charakteryzacja to w uproszczeniu opis struktury i właściwości materiału. Opracowaliśmy między innymi ilościowy sposób oceny gęstości defektów w badanym materiale – wyjaśnia naukowiec. Czyli mówiąc w skrócie: na PW powstał program, który pozwala na ocenę jakości, zarówno podłoży z węglika krzemu, jak i nakładanych warstw epitaksjalnych. – Metoda jest mocno zautomatyzowana. Dzięki oprogramowaniu, na podstawie serii zdjęć, jesteśmy w stanie określić gęstość dyslokacji czy mikrorurek na powierzchni kryształów SiC, które produkuje ITME – wyjaśnia nasz rozmówca.
Jakość podłoży z węglika krzemu jest bowiem kluczową sprawą, jeśli chodzi o ich zastosowanie w elektronice dużej mocy i wysokich częstotliwości. Materiał ten wykorzystywany jest już od dawna, SiC w postaci proszku powszechnie stosuje się jako materiał ścierny, ale schody zaczynają się, gdy trzeba wyprodukować jego formę krystaliczną. Nie jest to proste, m.in. ze względu na bardzo wysoką temperaturę niezbędną przy procesie wytwarzania (ponad 2000ºC), dużo kosztuje, a otrzymane podłoża charakteryzują się obecnością wielu defektów strukturalnych. I tu właśnie wkracza konsorcjum trzech polskich jednostek naukowych.
Wygląda na to, że rezultaty wspólnej pracy są obiecujące. – Jeśli chodzi o jakość kryształów, widzimy znaczną poprawę w porównaniu z tym, co było przed projektem. Gęstość defektów jest nawet o rząd wielkości mniejsza – mówi Tomasz Wejrzanowski.
Projekt jest już na ukończeniu. Prace potrwają do końca lutego, przy czym pozostały głównie kwestie formalne i organizacyjne, ponieważ zrealizowano już praktycznie wszystkie prace merytoryczne. Kolejnym zadaniem będzie komercjalizacja wyników projektu. – Wdrożenie zakłada wiele aspektów i każdy z konsorcjantów będzie oddzielnie starał się skomercjalizować wyniki swoich prac. Z naszej strony jest to kwestia wdrożenia oprogramowania, które można zresztą wykorzystywać do oceny innych materiałów. Program bazuje na analizie obrazu, więc jeśli jesteśmy w stanie uzyskać odpowiedni kontrast defektów, możemy też dobrać odpowiednie procedury przystosowane do różnego typu materiałów – mówi naukowiec Politechniki Warszawskiej.
Czy znajdą się firmy zainteresowane wynikami prac? Na konkretniejszą odpowiedź na to pytanie trzeba będzie jeszcze poczekać, ale jak uważa Tomasz Wejrzanowski, pomocne będą kontakty ITME, który należy do czołówki światowej w dziedzinie technologii materiałów półprzewodnikowych i dobrze zna ten rynek. – Liczę na to, że w lutym będę miał już informacje na temat potencjalnych klientów na nasze oprogramowanie. Zainteresowanie ze strony firm jest jak najbardziej realne i nie powinniśmy mieć problemów ze spełnieniem wskaźników dotyczących wdrożenia – stwierdza nasz rozmówca.
Zdjęcia: © SiCMAT
Na czym w praktyce polegało zadanie Politechniki Warszawskiej, zapytaliśmy kierownika projektu, dr. inż. Tomasza Wejrzanowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej PW. – Charakteryzacja to w uproszczeniu opis struktury i właściwości materiału. Opracowaliśmy między innymi ilościowy sposób oceny gęstości defektów w badanym materiale – wyjaśnia naukowiec. Czyli mówiąc w skrócie: na PW powstał program, który pozwala na ocenę jakości, zarówno podłoży z węglika krzemu, jak i nakładanych warstw epitaksjalnych. – Metoda jest mocno zautomatyzowana. Dzięki oprogramowaniu, na podstawie serii zdjęć, jesteśmy w stanie określić gęstość dyslokacji czy mikrorurek na powierzchni kryształów SiC, które produkuje ITME – wyjaśnia nasz rozmówca.
Jakość podłoży z węglika krzemu jest bowiem kluczową sprawą, jeśli chodzi o ich zastosowanie w elektronice dużej mocy i wysokich częstotliwości. Materiał ten wykorzystywany jest już od dawna, SiC w postaci proszku powszechnie stosuje się jako materiał ścierny, ale schody zaczynają się, gdy trzeba wyprodukować jego formę krystaliczną. Nie jest to proste, m.in. ze względu na bardzo wysoką temperaturę niezbędną przy procesie wytwarzania (ponad 2000ºC), dużo kosztuje, a otrzymane podłoża charakteryzują się obecnością wielu defektów strukturalnych. I tu właśnie wkracza konsorcjum trzech polskich jednostek naukowych.
Wygląda na to, że rezultaty wspólnej pracy są obiecujące. – Jeśli chodzi o jakość kryształów, widzimy znaczną poprawę w porównaniu z tym, co było przed projektem. Gęstość defektów jest nawet o rząd wielkości mniejsza – mówi Tomasz Wejrzanowski.
Projekt jest już na ukończeniu. Prace potrwają do końca lutego, przy czym pozostały głównie kwestie formalne i organizacyjne, ponieważ zrealizowano już praktycznie wszystkie prace merytoryczne. Kolejnym zadaniem będzie komercjalizacja wyników projektu. – Wdrożenie zakłada wiele aspektów i każdy z konsorcjantów będzie oddzielnie starał się skomercjalizować wyniki swoich prac. Z naszej strony jest to kwestia wdrożenia oprogramowania, które można zresztą wykorzystywać do oceny innych materiałów. Program bazuje na analizie obrazu, więc jeśli jesteśmy w stanie uzyskać odpowiedni kontrast defektów, możemy też dobrać odpowiednie procedury przystosowane do różnego typu materiałów – mówi naukowiec Politechniki Warszawskiej.
Czy znajdą się firmy zainteresowane wynikami prac? Na konkretniejszą odpowiedź na to pytanie trzeba będzie jeszcze poczekać, ale jak uważa Tomasz Wejrzanowski, pomocne będą kontakty ITME, który należy do czołówki światowej w dziedzinie technologii materiałów półprzewodnikowych i dobrze zna ten rynek. – Liczę na to, że w lutym będę miał już informacje na temat potencjalnych klientów na nasze oprogramowanie. Zainteresowanie ze strony firm jest jak najbardziej realne i nie powinniśmy mieć problemów ze spełnieniem wskaźników dotyczących wdrożenia – stwierdza nasz rozmówca.
Zdjęcia: © SiCMAT
