Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка базовой технологии полупроводниковых наноструктур для источников и приемников излучения систем оптического мониторинга

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.12.3006
Организация
ИФП СО РАН
Руководитель работ
Сидоров Юрий Георгиевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Внебюджетные средства
43,3 млн

Разработка базовой технологии изготовления и организация их опытного производства полупроводниковых наноструктур для оптического мониторинга и информационных систем, в части фотоприемных устройств – на спектральный диапазон 3-5 мкм, в части быстродействующих оптоэлектронных пар – на диапазон 2-5 мкм.

Соисполнители

Организация
АО "Гиредмет"
Организация
ООО "АИБИ"
Организация
ООО "ЭМИ"
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе

Предложения

Комплексная разработка технологии производства полупроводниковых наноструктур для лазеров зеленого спектрального диапазона с накачкой электронным пучком с целью создания нового поколения оптико-электронных модулей широкого применения
Тема
Комплексная разработка технологии производства полупроводниковых наноструктур для лазеров зеленого спектрального диапазона с накачкой электронным пучком с целью создания нового поколения оптико-электронных модулей широкого применения
Входящий номер
188
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
Руководитель организации-инициатора
Забродский Андрей Георгиевич
Разработка опытной технологии получения новых композиционных термоэлектрических материалов для твердотельных полупроводниковых термоэлектрических преобразователей энергии
Тема
Разработка опытной технологии получения новых композиционных термоэлектрических материалов для твердотельных полупроводниковых термоэлектрических преобразователей энергии
Входящий номер
1543
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Руководитель организации-инициатора
Черникова Алевтина Анатольевна
 Показать еще 3 предложения
 Скрыть другие предложения

Этапы проекта

1
09.08.2007 - 02.11.2007
Разработаны и оптимизированы технологические операции изготовления НГЭС КРТ МЛЭ на длины волн 3 – 5 мкм с высокой однородностью состава на большой площади и специальным профилем распределения состава по толщине (нанослоями) для фотоприемных модулей различного назначения.
Изготовлены макетные образцы многоэлементных фотоприемников (ФП) на основе макетных НГЭС КРТ МЛЭ для работы с термоэлектрическим охлаждением (ТЭО).
Проведены испытания макетных образцов ФП для проверки соответствия НГЭС КРТ МЛЭ требованиям назначения.
Проработан макет напольной камеры на основе ФП из НГЭС КРТ МЛЭ.
Выбран метод исследования свойств границ раздела КРТ – защитный диэлектрик для пассивации поверхности НГЭС КРТ МЛЭ.
Проработана схема технологического процесса многослойных наногетероструктур в системе GaSb-InAs. Разработаны технологические операции газофазной и жидкофазной эпитаксии светодиодных пластин на основе наногетероструктур в системе GaSb-InAs.
Изготовлены и испытаны макетные наногетероструктуры GaSb-InAs.
Разработаны технологические операции газофазной и жидкофазной эпитаксии фотодиодных пластин на основе гетероструктур в системе InAs-GaInAlAsSbP.
Изготовлены и испытаны макетные гетероструктуры InAs-GaInAlAsSbP.
Разработаны технологические операции постростовой технологии изготовления светодиодов и фотодиодов для спектрального диапазона 1,6-5,0 мкм.
Проработаны варианты конструкции и схемы технологического процесса изготовления светодиодов и фотодиодов для диапазона длин волн 1,6-5,0 мкм.
Проработаны варианты конструкции компактного датчика углекислого газа (ДУГ) на базе светодиодов для средней ИК области спектра.
Проработаны варианты конструкции оптического блока анализаторов содержания воды в нефти (АВН).
Проработаны варианты конструкции датчика взрывоопасных концентраций метана (МДКВК) на базе светодиодов и фотодиодов средней ИК области спектра.
Проработаны варианты конструкции анализатора содержания нефтепродуктов в воде (АНВ) на базе светодиодов и фотодиодов средней ИК области спектра.
Проведены патентные исследования.
Составлен промежуточный научно-технический отчет
Развернуть
2
03.11.2007 - 31.12.2007
3. Результаты
1) Разработан комплект технологической документации (ТД) с литерой «П» на технологию изготовления НГЭС КРТ МЛЭ на длины волн 3 – 5 мкм с высокой однородностью состава на большой площади и специальным профилем распределения состава по толщине (нанослоями), включая внутренние широкозонные нанослои для обеспечения стойкости к повышенным температурам до +70°С.
2) Изготовлены и исследованы экспериментальные образцы НГЭС КРТ МЛЭ с широкозонными нанослоями в количестве 3 штук.
3) Разработана программа и методики ускоренных испытаний НГЭС КРТ МЛЭ воздействием повышенной температурой.
4) Проведена корректировка технологии и изготовлены образцы многоэлементных фотоприемников (ФП) на основе экспериментальных НГЭС КРТ МЛЭ в количестве 5 штук. Проведенные испытания подтвердили соответствие образцов НГЭС КРТ МЛЭ требованиям назначения.
5) Изготовлен макет напольной камеры на основе образца ФП. Проведены измерения параметров ФП в составе напольной камеры, показавшие соответствие параметров фотоприемников требованиям их функционирования в составе диагностической аппаратуры.
6) Изготовлены МДП-структуры на основе НГЭС КРТ МЛЭ в количестве 3 штук.
7) Проведены исследования свойств границ раздела КРТ – защитный диэлектрик для пассивации поверхности НГЭС КРТ МЛЭ и показано, что эпитаксиальный CdTe обеспечивает минимальную плотность состояний и минимальный встроенный заряд.
8) Проведено исследование процессов выращивания монокристаллов арсенида галлия с номиналом диаметра 76,2 мм методом Чохральского с жидкостной герметизацией расплава в кристаллографическом направлении <310>. На основе анализа условий компенсации с участием основных фоновых примесей определены условия устойчивого получения полуизолирующих кристаллов GaAs ориентации <310> диаметром 76,2 мм с высокой подвижностью. Исследования дислокационной структуры показали, что основной причиной образования высокой плотности дислокаций является большая величина осевого температурного градиента у поверхности раздела расплав-флюс.
9) Определен набор и состав слоев опытных образцов многослойных светодиодных и фотодиодных наногетероструктур в системах GaSb-InAs и InAs-GaInAlAsSbP. В частности установлено, что увеличение ширины запрещенной зоны барьерных слоев, происходящее в результате увеличения содержания InP, приводит к увеличению эффективности излучательной рекомбинации в светодиодной структуре. Квантовая эффективность излучательной рекомбинации (внутренний квантовый выход) в светодиодах, изготовленных на основе двойной гетероструктуры InAs/InAsSbP c эмиттерными слоями InAs0,27Sb0,23P0,5 (Eg = 640 мэВ при Т = 300 K), увеличивается в 2,5 раза по сравнению с диодами, содержащими элементный состав барьерных cлоев InAs0,53Sb0,15P0,32 (Eg = 565 мэВ).
10) Разработан комплект ТД с литерой «П» технологии изготовления наногетероструктур с учетом результатов исследования макетных образцов и оптимизации конструкции структур с точки зрения повышения квантового выхода.
11) Изготовлены экспериментальные образцы оптимизированных светодиодных гетероструктур в количестве 4 штук и фотодиодных гетероструктур в количестве 3 штук. Разработаны программы и методики испытаний гетероструктур. Проведены испытания гетероструктур, показавшие эффективность технологических решений.
12) Разработан комплект ТД с литерой «П» на технологические процессы постростовой обработки при изготовлении светодиодов и фотодиодов для средней ИК области.
13) Разработан комплект КД с литерой «Э» и изготовлены светодиоды и фотодиоды с встроенным термохолодильником, а также светодиодные линейки и матрицы.
14) Изготовлены экспериментальные образцы светодиодов и фотодиодов. Разработаны программы и методики испытаний светодиодов и фотодиодов на основе наногетероструктур в широком температурном интервале (-0÷+50оС) условий эксплуатации. Выбраны методы и средства измерений и проведены испытания экспериментальных образцов светодиодов и фотодиодов, показавшие соответствие их параметров требованиям ТЗ.
15) Проведены испытания экспериментальных образцов оптоэлектронных компонентов ИК светодиодов и ИК фотодиодов.
16) Разработаны комплекты КД с литерой «Т» на оптические блоки:
  - компактного датчика углекислого газа (ДУГ) на базе светодиодов для средней ИК области спектра,
- анализатора содержания воды в нефти (АВН) в составе жидкостной кюветы, инфракрасных светодиодов и фотодиодных приемников 1,5 -2,4 мкм,
- датчика взрывоопасных концентраций метана (МДКВК),
- анализатора содержания нефтепродуктов в воде (АНВ).
Комплекты КД на МДКВК и АНВ входят в состав комплектов КД на малогабаритный датчик взрывоопасных концентраций метана и анализатора содержания нефтепродуктов в воде соответственно.
Изготовлены макетные образцы оптических блоков АВН, ДУГ, МДКВК и АНВ.
Разработаны программы и методики испытаний оптических блоков АВН, ДУГ, МДКВК и АНВ. Проведены испытания оптических блоков АВН, ДУГ, МДКВК и АНВ, подтвердившие эксплуатационные данные оптических блоков.
17) Разработаны комплекты КД с литерой «Э» на ДУГ, МДКВК, АВН и АНВ.
Изготовлены макеты ДУГ, МДКВК, АВН и АНВ.
Оценка эксплуатационных данных изделий показала, что основные характеристики макетов соответствуют требованиям ТЗ. Выявленные недостатки должны быть устранены на этапе разработки РКД.
18) Составлен промежуточный научно-технический отчет.
19) Разработан проект БП.
Развернуть
3
01.01.2008 - 04.07.2008
Проведена корректировка технологии НГЭС КРТ МЛЭ по результатам ТП и изготовлены экспериментальные образцы НЭС КРТ МЛЭ.
Проведены испытания НГЭС КРТ МЛЭ воздействием повышенной температурой по разработанной Программе и методике.
Разработаны программы и методики проведения предварительных и испытаний НГЭС КРТ МЛЭ.
Проведены предварительные испытания опытных образцов НГЭС КРТ МЛЭ.
Изготовлены образцы многоэлементных фотоприемников (ФП) для работы с термоэлектрическим охлаждением (ТЭО) на основе экспериментальных НГЭС КРТ МЛЭ в количестве 3 штук. Проведены измерения образцов ФП для оценки соответствия экспериментальных НГЭС КРТ МЛЭ требованиям назначения.
Проведены расчеты и построена зонная диаграмма наноструктур КРТ с учетом изменения электронного сродства при изменении состава для оптимизации НГЭС КРТ МЛЭ.
Разработана технология выращивания монокристаллов арсенида галлия с номиналом диаметра 76,2 мм методом Чохральского с жидкостной герметизацией расплава в кристаллографическом направлении <310>.
Изготовлена макетная партия монокристаллов в количестве – 2 шт.
Изготовлены макетные образцы полированных пластин в количестве 25 штук.
Оптимизирован технологический процес изготовления наногетероструктур в системах GaSb-InAs и GaAlAsSb/GaInAsSb/GaSb по результатам выполнения технического проекта.
Проведена корректировка ТД и изготовлена для предварительных испытаний опытная партия наногетероструктур.
Разработаны программы и методики проведения предварительных и приёмочных испытаний наногетероструктур.
Проведены предварительные испытания наногетероструктур.
Разработаны программы и методики проведения предварительных и приёмочных испытаний светодиодов и фотодиодов.
Проведены предварительные испытания светодиодов и фотодиодов.
Изготовлен опытный образец компактного датчика углекислого газа (ДУГ) на базе светодиодов для средней ИК области спектра в количестве 1 шт.
Изготовлен опытный образец датчика взрывоопасных концентраций метана (МДКВК), на основе ИК светодиода и ИК фотодиода в количестве 1шт.
Изготовлен опытный образец анализатора содержания нефтепродуктов в воде (АНВ) на основе ИК светодиода и ИК фотодиода в количестве 1шт.
Изготовлен опытный образец анализатора содержания воды в нефти (АВН) на основе оптического блока разработанного ООО «АИБИ» в количестве 1шт.
Разработаны программы и методики проведения предварительных и приёмочных испытаний ДУГ, МДКВК, АНВ, АВН.
Проведены предварительные испытания ДУГ, МДКВК, АНВ, АВН.
Скорректирована технология выращивания НГЭС КРТ МЛЭ по результатам предварительных испытаний.
Проведены патентные исследования.
Развернуть
4
05.07.2008 - 31.10.2008
Разработана Программа и методики приемочных испытаний НГЭС КРТ МЛЭ.
Проведены государственные приемочные испытания НГЭС КРТ МЛЭ, Откорректирована РТД по результатам приемочных испытаний.
Разработан проект технических условий на НГЭС КРТ МЛЭ.
Изготовлен ФП на основе НГЭС КРТ МЛЭ для проверки соответствия параметров опытных образцов НГЭС КРТ МЛЭ требованиям назначения в составе напольных камер в количестве 3 шт.
Выбраны и оптимизированы свойства защитных покрытий НГЭС КРТ МЛЭ дляфотоприемных элементов.
Откорректирована технология и изготовлена опытная парти монокристаллов GaAs.
Изготовлены 25 шт. опытных образцов полированных пластин.
Разработан проект технических условий ТУ на монокристаллы GaAs диаметром 76,2 мм.
Изготовлены опытные образцы наногетероструктур GaSb- InAs и InAs-GaInAlAsSbP.
Проведены приемочные испытания опытных образцов светодиодных и фотодиодных наногетероструктур GaSb-InAs и InAs-GaInAlAsSbP для спектрального диапазона 1,6 – 5,0 мкм.
Проведены испытания опытных образцов светодиодов и фотодиодов в составе макетного образца компактного датчика углекислого газа (ДУГ).
Проведены испытания опытных образцов светодиодов и фотодиодов в составе макетного образца анализатора содержания воды в нефти (АВН).
Проведены испытания опытных образцов светодиодов и фотодиодов в составе макетного образца датчика взрывоопасных концентраций метана (МДКВК).
Проведены испытания опытных образцов светодиодов и фотодиодов в составе макетного образца анализатора содержания нефтепродуктов в воде (АНВ).
Проведены приемочные испытания опытных образцов ДУГ, АВН, МДКВК и АНВ.
Разработан проект ТУ на светодиодные и фотодиодные пластины наногетероструктур GaSb-InAs и InAs-GaInAlAsSbP
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИФМ РАН
профинансировано
Тема
Разработка базовой технологии полупроводниковых наноструктур для источников и приемников излучения систем оптического мониторинга
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1
Тема
Источники и приемники терагерцового диапазона на основе полупроводниковых наноструктур Si/Ge и A3B5.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов и средств для прецизионных измерений фотометрических, радиометрических и спектрорадиометрических характеристик источников и приемников излучения в широком спектральном диапазоне от УФ до ИК области спектра и температуры в диапазоне выше 2000 К на установке: "Установка для прецизионных измерений фотомет- рических, радиометрических и спектрорадиомет- рических характеристик источников и приемников излучения в широком спектральном диапазоне от УФ до ИК области спектра и термодинамической температуры в диапазоне выше 2000 К, применяе- мых для калибровки радиометрической аппаратуры космического применения (ВАТТ-КЕЛЬВИН) (рег. № 01-73)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
4,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Туннельно-связанные полупроводниковые наноструктуры для эпитаксиально-интегрированных мощных источников излучения.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование перспективных типов сверхвысокочастотных приборов и структур, разработка технологических принципов их изготовления (полупроводниковый приемник для терагерцового диапазона частот 0,5 – 5,0 ТГц).
Продолжительность работ
2013 - 2015, 25 мес.
Бюджетные средства
19,5 млн
Количество заявок
1