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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (use of semiconductor devices for measuring G01; details of scanning-probe apparatus, in general G12B21/00; resistors in general H01C; magnets, inductors, transformers H01F; capacitors in general H01G; electrolytic devices H01G9/00; batteries, accumulators H01M; waveguides, resonators or lines of the waveguide type H01P; line connectors, current collectors H01R; stimulated emission devices H01S; electromechanical resonators H03H; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R; electric light sources in general H05B; printed circuits, hybrid circuits, casings or constructional details of electric apparatus, manufacture of assemblages of electrical components H05K; use of semiconductor devices in circuits having a particular application, see the subclass for the application) [C0103]
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] S. G. Bishop, in S. T. Pantelides (Ed.), Deep centers in semiconductors Gordon and Breach, New York, 1986, p. 541.
[2] W. H. Cheng, C. B. Su, K. D. Buehring, C. P. Chien, J. W. Ure, D. Perrachione, D. Renner, K. L. Hess and S. W. Zehr, Appl. Phys. Lett. 49 1415 (1986).
[3] C. Angulo Barrios, S. Lourdudoss and H. Martinsson, J. Appl. Phys. 92 2506 (2002).
[4] G. Scamarcio and F. Capasso, in N. Balkan (Ed.), Hot Electrons in Semiconductors, Clarendon Press, Oxford, 1998, p. 465.
[5] H. Ohno, Science 281 951 (1998).
[6] N. Theodoropoulou, A.F. Hebard, S.N.G. Chu, M.E. Overberg, C.R. Abernathy, S.J. Pearton, R.G. Wilson, J.M. Zavada, J. Appl. Phys 91 7499 (2002).
[7] A. Gasparotto, A. Carnera, C. Frigeri, F. Priolo, B. Fraboni, A. Camporese and G. Rossetto, J. Appl. Phys. 85 753 (1999).
[8] A. Gasparotto, A. Carnera, A. Paccagnella, B. Fraboni, F. Priolo, E. Gombia and R. Mosca, Appl. Phys. Lett. 75 668 (1999).
[9] M. Troccoli, G. Scamarcio, B. Fraboni, F. Priolo and A. Gasparotto, Semicond. Sci. Technol. 15 L1 (2000).
[10] S. Pellegrino and L. Tarricone, Mater. Chem. and Phys. 66 189 (2000).
[11] H Yi et al., Appl. Phys. Lett., 69 (1996) 2983.
[12] T. Suemitsu, T. Ishii, H. Yokoyama, T. Enoki, Y. Ishii, and Toshiaki Tamamura, Jpn J. Appl. Phys. Part 2 Letters, 38 L154 (1999).
[13] T. Takamoto, E. Ikeda, H. Kurita, Appl. Phys. Lett., 70 (1997) 13.
[14] J. W. Allen, in S. T. Pantelides (Ed.), Deep centers in semiconductors Gordon and Breach, New York, 1986, p. 627.
[15] W. H. Koschel, U. Kaufmann and S. G. Bishop, Solid State Communications, 21 1069 (1977).
[16] S. Fung, R. J. Nicholas and R. A. Stradling, J. Phys. C: Solid State Phys., 12 5145 (1979).
[17] P. R. Tapster, M. S. Skolnick, R. G. Humphreys, P. J. Dean, B. Cockayne and W. R. MacEwan, J. Phys. C: Solid State Phys., 14 5069 (1981).
[18] J.K. Rhee and P. K. Bhattacharya, J. Appl. Phys. 53 4247 (1982).
[19] A. Kalboussi, G. Marrakchi, G. Guillot, K. Kainosho and O. Oda, Appl. Phys. Lett. 61 2583 (1992).
[20] A. Dadgar , R. Engelhardt, M. Kuttler and D. Bimberg, Phys. Rew. B 56 10241 (1997).
[21] M. Sugawara, M. Kondo, K. Nahai, A. Yamaguchi and K. Nakajima, Appl. Phys. Lett. 50 1432 (1987).
[22] K. Turki, G. Picoli and J. E. Viallet, J. Appl. Phys. 73 834 (1993).
[23] P. J. Corvini and J. E. Bowers, J. Appl. Phys. 82 259 (1997).
[24] S. Fung, Y. W. Zhao, Y. L. Luo and C. D. Beling, J. Appl. Phys. 87 3838 (2000).
[25] D. Söderström and S. Lourdudoss, J. Appl. Phys. 89 4004 (2001).
[26] M. V. Rao and P.K. Bhattacharya, J. Appl. Phys. 57 333 (1985).
[27] B. Tell, U. Koren and B. I. Miller, J. Appl. Phys. 61 1172 (1987).
[28] M. V. Rao, N. R. Keshavarz-Nia, D. S. Simons, P. M. Amirtharaj, P. E. Thompson, T. Y. Chang and J. Ming Kuo, J. Appl. Phys. 65 481 (1989).
[29] G. Guillot, G. Bremond, T. Benyattou, F. Ducroquet, B. Wirth, M. Colombet, A. Louati and A. Bencherifa, Semicond. Sci. Technol. 5 391 (1990).
[30] S. M. Gulwadi, M. V. Rao, A. K. Berry, D. S. Simons, P. H. Chi and H. B. Dietrich, J. Appl. Phys. 69 4222 (1991).
[31] S. Lourdudoss and R. Holtz, J. Cryst. Growth 179 371 (1997).
[32] A. Cesna, D. Söderström, S. Marcinkevicius and S. Lourdudoss, J. Appl. Phys. 85 1234 (1999).
[33] A. Gaarder, , S. Marcinkevicius, C. Angulo Barrios and S. Lourdudoss, Semicond. Sci. Technol. 17 129 (2002).
[34] O. Kjebon, S. Lourdudoss, B. Hammarlund, S. Lindgren, M. Rask, P. Ojala, G. Landgren and B. Broberg, Appl. Phys. Lett. 59 253 (1991).
[35] E. W. A. Young and G. M. Fontijn, Appl. Phys. Lett. 56 146 (1990).
[36] E. W. A. Young, G. M. Fontijn, C. J. Vriezema and P. C. Zalm, J. Appl. Phys. 70 3593 (1991).
[37] T. Wolf, T. Zinke, A. Krost, H. Scheffler, H. Ullrich, D. Bimberg and P. Harde, J. Appl. Phys. 75 3870 (1994).
[38] S. J. Pearton, Materials Science Reports 4 313 (1990).
[39] M. W. Focht, A. T. Macrander, B. Schwartz and L. C. Feldman, J. Appl. Phys. 55 3859 (1984).
[40] M. V. Rao, R. S. Babu, H. B. Dietrich and P. E. Thompson, J. Appl. Phys. 64 4755 (1988).
[41] S. J. Pearton, C. R. Abernathy, M. B. Panish, R. A. Hamm and L. M. Lunardi, J. Appl. Phys. 66 656 (1989).
[42] J. P. Donnelly and C. E. Hurwitz, Solid-State Electronics 21 475 (1978).
[43] M. Gauneau, H. L’Haridon, A. Rupert and M. Salvi, J. Appl. Phys. 53 6823 (1982).
[44] J. Cheng, S. R. Forrest, B. Tell, D. Wilt, B. Schwartz and P.D. Wright, J. Appl. Phys. 58 1780 (1985).
[45] J. Cheng, S. R. Forrest, B. Tell, D. Wilt, B. Schwartz and P.D. Wright, J. Appl. Phys. 58 1787 (1985).
[46] S. A. Schwarz, B. Schwartz, T. T. Sheng, S. Singh and B. Tell, J. Appl. Phys. 58 1698 (1985).
[47] H. Ullrich, A. Knecht, B. Bimberg, H. Kräutle and W. Schlaak, J. Appl. Phys. 70 2604 (1991).
[48] H. Ullrich, A. Knecht, B. Bimberg, H. Kräutle and W. Schlaak, J. Appl. Phys. 72 3514 (1992).
[49] J. Vellanki, R. K. Nadella, M. V. Rao, O. W. Holland, D. S. Simons and P. H. Chi, J. Appl. Phys. 73 1126 (1993).
[50] A. Carnera, A. Gasparotto, M. Tromby, M. Calderoni, S. Pellegrino, F. Vidimari, C. Bocchi and C. Frigeri, J. Appl. Phys. 76 5085 (1994).
[51] A. Carnera, A. Gasparotto, A. Scordilli, F. Priolo, C. Frigeri and G. Rossetto, Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res. B 96 307 (1995).
[52] C. Frigeri, A. Carnera and A. Gasparotto, Appl. Phys. A 62 65 (1996).
[53] C. Frigeri, A. Carnera, B. Fraboni, A. Gasparotto, A. Cassa, F. Priolo, A. Camporese and G. Rossetto, Mater. Sci. Eng. B 44 193 (1997).
[54] B. Fraboni, A. Gasparotto, T. Cesca, F. Priolo, G. Scamarcio, A. Mazzone and M. Troccoli, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 178 275 (2001).
[55] B. Fraboni, A. Gasparotto, F. Priolo and G. Scamarcio, Appl. Phys. A 73 35 (2001).
[56] A. Gasparotto, T. Cesca, N. El Habra, B. Fraboni, F. Boscherini, F. Priolo, E. C. Moreira, G. Ciatto, F. D’Acapito and G. Scamarcio, Mater. Sci. Eng. B 91-92 503 (2002).
[57] T. Cesca, A. Gasparotto, N. El Habra, A. Coati, B. Fraboni, F. Priolo, E. C. Moreira, G. Ciatto and C. Bocchi, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 719 297 (2002).
[58] A. Gasparotto, T. Cesca, G. Mattei, V. Rampazzo, B. Fraboni, F. Boscherini, F. Priolo, E. C. Moreira, G. Ciatto, F. D’Acapito, C. Bocchi, “Evolution of the local environment in high temperature implanted InP” Ion Implantation Technology conference proceedings, Taos, New Mexico, September 2002, in press.
[59] T. Cesca, A. Gasparotto, F. Priolo, E. C. Moreira, B. Fraboni and G. Scamarcio, “Optical properties and applications of heavily Fe implanted InP” Ion Implantation Technology conference proceedings, Taos, New Mexico, September 2002, in press.
[60] P. B. Klein, J. E. Furneaux, and R. L. Henry, Appl. Phys. Lett. 42 638 (1983).
[61] P. B. Klein, J. E. Furneaux, and R. L. Henry, Phys. Rew. B 29 1947 (1984).
[62] G. Scamarcio, F. Capasso, A. L. Hutchinson, T. Tanbuk-Ek, D. Sivco and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 68 1374 (1996).
[63] M. Troccoli, A. Mazzone, G. Scamarcio, B. Fraboni, F. Priolo and A. Gasparotto, Optical Materials 17 189 (2001).
Parole Chiave
SEMICONDUTTORI COMPOSTI; LEGHE III-V; FOSFURO D'INDIO; CRESCITA EPITASSIALE; MOVPE; FERRO; IMPIANTO IONICO; PROPRIETÀ ELETTRICHE; PROPRIETÀ OTTICHE

Impianto ionico di ferro in leghe semiconduttrici dei gruppi III-V

Università degli Studi di Padova
Abstract
Scopo del progetto è lo studio delle proprietà strutturali, elettriche e ottiche di leghe di semiconduttori dei gruppi III-V indotte dall'introduzione di metalli di transizione, in particolare il Ferro, nel reticolo ospite con la metodologia dell'impianto ionico. La ricerca si concentrerà su InP e leghe ternarie (GaInP e GaInAs) cresciute al match reticolare su substrati InP e GaAs. Tali materiali sono estremamente interessanti per il loro impiego nella tecnologia dei dispositivi optoelettronici avanzati, in particolare laser di ultima generazione per le trasmissioni in fibra ottica, e in quella dei dispositivi veloci a microonde. Il drogaggio con metalli di transizione viene utilizzato in quanto i livelli profondi introdotti nella gap proibita dagli atomi dell'impurezza compensano il drogaggio di base del materiale generando strati ad alta resistività per il blocco delle correnti parassite e l'isolamento elettrico nei dispositivi. Di particolare interesse fondamentale e applicativo risultano inoltre le proprietà ottiche delle impurezze introdotte: esse presentano uno spettro di transizioni strette centrato su lunghezze d'onda nel medio infrarosso, che possono essere impiegate per la realizzazione di dispositivi emettittori. Il presente progetto ha come punto di partenza i risultati di una serie di ricerche in corso da qualche anno; tali ricerche hanno mostrato come sia possibile introdurre elevate concentrazioni di atomi di ferro attivi nel reticolo del semiconduttore >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Andrea GASPAROTTO Università degli Studi di PADOVA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivo principale di questo progetto è l'investigazione dei meccanismi fisici di base e delle problematiche di realizzazione tramite impianto ionico di leghe di semiconduttori III-V contenenti alte concentrazioni di metalli di transizione (Fe) quali impurezze elettricamente ed otticamente attive [1]. Tali materiali potrebbero essere impiegati sia per le loro proprietà elettriche (alta resistività) nella tecnologia dei dispositivi optoelettronici [2][3], sia per le proprietà ottiche, come materiali attivi nella realizzazione di dispositivi emettitori (LED e laser) nella regione spettrale del medio infrarosso [4] (numerose applicazioni nella sensoristica dei gas); di recente vi è forte interesse anche per le applicazioni basate sulle proprietà ferromagnetiche di tali materiali (semiconduttori magnetici)[5][6]. L'attività di ricerca sarà prevalentemente di carattere sperimentale e riguarderà sia la messa a punto di tecniche di realizzazione e caratterizzazione di materiali e strutture sia la comprensione degli aspetti fisici che ne regolano le proprietà strutturali, elettriche ed ottiche.
Punto di partenza della ricerca sono i risultati ottenuti da alcuni dei proponenti, che negli anni recenti hanno dimostrato come sia possibile introdurre elevate quantità di centri ferro elettricamente e otticamente attivi in InP tramite una metodologia di impiantazione ionica in cui i substrati vengono mantenuti a temperature elevate (T > 200 °C); ciò consente anche una drastica >>>

Risultati parziali attesi
1) Comprensione dei meccanismi microscopici di attivazione dei centri Fe impiantati e ottimizzazione delle condizioni sperimentali per massimizzare l'efficienza di attivazione in InP.
2) Realizzazione di ricrescite omoepitassiali di buona qualità su substrati che hanno subito trattamenti di impiantazione.
3) Messa a punto del processo di crescita MOVPE di leghe epitassiali ternarie di buona qualità.
4) Messa a punto delle strategie di protezione delle superfici dall'evaporazione di elementi del V gruppo durante i trattamenti termici di annealing.
5) Messa a punto del setup sperimentale e primi test per le misure di luminescenza nel medio infrarosso.1) Modellizzazione dei processi fisici e verifica della validità degli approcci proposti per massimizzare l'attivazione dei centri Fe in InP.
2) Realizzazione di strutture con profili di drogaggio p-SI-n stabili termicamente mediante ricrescita omoepitassiale su substrati impiantati. Modellizzazione del comportamento di tali strutture durante l'iniezione di carica elettrica e verifica del mantenimento del comportamento semi-isolante dello strato impiantato.
3) Comprensione dei meccanismi di eccitazione-diseccitazione ottica dei centri Fe e dei fattori che possono incrementare l'efficienza dei fenomeni radiativi nel medio infrarosso in InP.
4) Primi risultati sulle caratteristiche del processo di impianto a temperature elevata in leghe ternarie: tipologia dei difetti prodotti, loro >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Fin dal loro apparire le leghe semiconduttrici composte da elementi del III-V gruppo hanno destato l'interesse dei ricercatori e dell'industria dei dispositivi microelettronici sia per le interessanti proprietà fisiche di base che per le possibili applicazioni. Dagli anni '70, con l'avvento e il perfezionamento delle tecniche di crescita epitassiale, vi è stato un grande impulso alla ricerca, sia di base che applicata, su tali materiali, nella convinzione che essi avrebbero presto rimpiazzato il silicio nella gran parte delle applicazioni dispositivistiche. Anche se questo nella realtà non si è verificato, i semiconduttori composti hanno continuato a suscitare grande interesse; soprattutto nel campo dell'optoelettronica e comunque nel settore dei dispositivi per le telecomunicazioni, l'impiego dei composti III-V si è affermato come strategico per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni. I materiali a base InP, in particolare, si sono rivelati fondamentali per le applicazioni optoelettroniche nella regione 1.3-1.55 micron, impiegata per le telecomunicazioni in fibra ottica, e per quelle ultraveloci a microonde, indispensabili ad esempio nella telefonia mobile. I composti ternari GaInAs e GaInP, e i quaternari GaInAsP, cresciuti in accordo reticolare o come strati pseudomorfici, hanno trovato largo impiego per la realizzazione di dispositivi ad eterostruttura aluminumum-free [10]. Quali esempi di applicazioni importanti si possono citare: laser di potenza >>>