Platforma technologii struktur, przyrządów i układów

Laboratoria o podwyższonej klasie czystości spełniają specyficzne wymagania związane z naturą prowadzonych badań. Pomieszczenia te spełnić zatem muszą nie
tylko ekstremalne wymagania w zakresie czystości powietrza, temperatury i wilgotności powietrza, ale także poprzez czystości dostarczanych do urządzeń i punktów poboru gazów technologicznych oraz odczynników chemicznych. Laboratoria umożliwiają wytwarzanie różnorodnych struktur, przyrządów i układów – zarówno elektronicznych, fotonicznych, jak również mikrosystemów półprzewodnikowych. Mogą one znaleźć zastosowanie w bardzo wielu obszarach życia, zaczynając od komunikacji (transfer i przetwarzanie informacji), poprzez
transport, bezpieczeństwo, pozyskiwanie energii z otoczenia i zarządzanie nią, a kończąc na ochronie zdrowia.

Ze względu na wykluczające się technologie i materiały, platforma została podzielona na następujące strefy:

  • technologie materiałów kompatybilnych z krzemem
  • technologie materiałów niekompatybilnych z krzemem (podstawowo technologia GaN)
  • nanolitografia (zawierająca elektronolitografię)
  • implantacja jonów

W laboratoriach tej platformy możliwe jest wyprodukowanie różnorodnych struktur, przyrządów i układów elektronicznych, fotonicznych, jak również mikrosyste
mów i MEMS/MOEMS.

Poszczególne laboratoria są dedykowane do pracy z różnymi grupami materiałów. Jedno – laboratorium technologii materiałów kompatybilnych z krzemem dedykowane jest do prac na krzemie i jego związkach. Drugie – laboratorium półprzewodników alternatywnych dedykowane jest do pracy z półprzewodnikami z szeroką przerwą energetyczną przede wszystkim – GaN), wykorzystywanych m.in. w przyrządach i układach elektronicznych dużej mocy i dużej częstotliwości.

Oba laboratoria technologii półprzewodnikowych oferują możliwość wytwarzania bardzo cienkich warstw z określonym wcześniej składem chemicznych i jego profilem, o grubościach zaczynających się od pojedynczych warstw atomowych, aż do kilkudziesięciu mikrometrów. Możliwe jest także wytwarzanie niezwykle małych obiektów (np. drutów i kropek kwantowych) – tak małych, że ich rozmiar pozwoli na wykorzystanie ich kwantowej natury w praktycznych zastosowaniach.

Kluczowe urządzenia technologiczne, które umożliwią wykonanie takiej pracy w Cezamacie, to urządzenia do osadzania warstw ze związków metaloorganicznych (MOCVD), osadzania w obecności wysokoczęstotliwościowej plazmy (PECVD), z użyciem magnetronów lub wysokoenergetycznego strumienia elektronów z wykorzystaniem naparowarek próżniowych. Wzrost warstw w strukturach, przyrządach, układach oraz systemach wymaga także możliwości zdefiniowania wzorów i kształtów z użyciem litografii i kontrolowanego trawienia (mokrego lub wspomaganego plazmą). Ekstremalnie małe obiekty będą wykonane z użyciem litografii elektronowej (e-beam lithography), która umożliwia definiowanie obiektów w nanometrycznej skali.

Laboratorium implantacji jonów, dzięki posiadanemu unikatowemu urządzeniu (ion implanter), pozwala na kontrolowane wprowadzanie szerokiej gamy atomów domieszek i innych pierwiastków w strukturę materiałów, spełniając wymagania różnych rodzajów technologii.

Platforma została przygotowana do wykonywania prac nad wytwarzaniem materiałów na potrzeby urządzeń wykorzystujących przepływ ładunku elektronów przez półprzewodnik (jak w przypadku klasycznej elektroniki), a także korzystając z ich wewnętrznego momentu pędu – spinu (co może prowadzić do obniżenia energii zasilania układów). Laboratorium technologii hybrydowych, obróbki oraz składania układów i obwodów zajmuje specjalne miejsce w platformie. Będzie specjalizowało się w montowaniu, łączeniu układów z wyprowadzeniami, zamykaniu w obudowy, jak również w hermetyzacji struktur i układów wytworzonych w innych laboratoriach, zapewniając ostateczny, nadający się do praktycznego użytku, kształt elementu, przyrządu lub układu.