#P-37 + elevator pitch


Przezroczyste elektrody dla niespolaryzowanego
światła podczerwonego

Karolina BOGDANOWICZ1, Marek EKIELSKI1,2,3, Weronika GŁOWADZKA1,2, Oskar SADOWSKI1,3, Michał RYGAŁA4,
Marcin MOTYKA4, Tristan SMOŁKA4, Tomasz CZYSZANOWSKI2, Anna SZERLING1

1Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, 02-668 Warszawa, Al. Lotników 32/46, Polska
2Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej, 93-005 Łódź, ul. Wólczańska 217/221, Polska
3Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Politechnika Warszawska, 00-662 Warszawa, ul. Koszykowa 75, Polska
4Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska,
50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, Polska

Monolityczne półprzewodnikowe siatki podfalowe (MHCG) umożliwiają niemal całkowitą transmisję światła przez interfejs półprzewodnik-powietrze. Dzięki integracji MHCG z metalowymi paskami umieszonymi pomiędzy paskami półprzewodnika (zwanymi metalMHCG) możliwe jest opracowanie przezroczystych elektrod o wyjątkowych właściwościach. Elektrody te umożliwiają niemal 100% transmisję niespolaryzowanego światła przez interfejs, eliminując odbicie Fresnela i osiągając rekordowo niską elektryczną oporność powierzchniową, znacznie poniżej 10 Ohm/□. W związku z tym struktura metalMHCG może być idealnym rozwiązaniem do zastosowania jako elektroda przezroczysta dla urządzeń optoelektronicznych dużej mocy, takich jak diody LED, diody LED z wnęką rezonansową, lasery powierzchniowe, VCSEL i inne urządzenia, w których światło rozchodzi się przez powierzchnię półprzewodnika pokrytą elektrodą wprowadzającą prąd o znacznych gęstościach. Osiągnięcie tak wysokich poziomów transmisji wymaga wytwarzania struktur w formie periodycznych pasków o wysokim stosunku wysokości do szerokości z osadzoną pomiędzy paskami półprzewodnika warstwą metalu, co stwarza wyzwania technologiczne.
W pracy przedstawiono rezultaty badań dotyczące opracowania technologii wytwarzania struktur metalMHCG w GaAs. Głównym celem było opracowanie procesu trawienia jednowymiarowych siatek półprzewodnikowych o prostych i gładkich ścianach, umożliwiających osadzanie warstwy złota pomiędzy paskami półprzewodnika. Do określenia optymalnych wymiarów struktury metalMHCG zastosowano symulacje numeryczne, dążąc do uzyskania najwyższej transmisji przy długości fali 7 µm. Wzór siatki wykonano wykorzystując technikę elektronolitografii, a następnie wzór przenoszono do materiału podłoża za pomocą trawienia plazmowego (ICP-RIE). Zbadano wpływ przepływu i składu gazu procesowego, ciśnienia, mocy i temperatury na kształt ścian, szybkość trawienia i selektywność.

Wykonane siatki zostały scharakteryzowane skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM) oraz metodą spektroskopii fourierowskiej w podczerwieni (FTIR). Najwyższa zmierzona transmisja światła niespolaryzowanego dla wytworzonych struktur wyniosła 94,5% przy długości fali 7 µm, a elektryczną oporność powierzchniową oszacowano na 2 Ohm/□.