Ing. |
Sdělovací elektrotechnika | FEL ČVUT 1981 |
CSc. | Radioelektronika | FEL ČVUT 1985 |
Doc. | Elektronika | FEL ČVUT 1992 |
Věděcko-výzkumná činnost
Modifikace vlastností tenkých kovových vrstev na polovodičích se zaměřením na ohmické kontakty
spolupráce: V. Myslík, J. Náhlík, M. Vrňata (PGS), J. Zlámal (PGS), B. Barda (PGS), S. Cichoň (PGS)
Kovové vrstvy a obecně složitější metalické systémy na polovodičích vytvářejí kontakt kov-polovodič, který může mít obecně charakter ohmického či Schottkyho přechodu. V rámci vědeckovýzkumné činnosti jsou řešeny oba případy. Jedná se především o struktury na GaAs, SiC, ale i na další polovodičové materiály jako InP. Tyto polovodiče jsou velmi často využívány v moderní mikrovlnné technice a dále v oblasti optoelektronických součástek a struktur. Ohmické kontakty jsou nedílnou součástí všech polovodičových elektronických struktur, protože zajišťují přívod proudu do těchto struktur a dále vstup a výstup signálů. Z tohoto hlediska je studium ohmických kontaktů velmi aktuální.
- Obecná problematika různých typů ohmických kontaktů na polovodičích [publikace 2, 7, 9, 21].
- Žíhání kontaktních struktur výkonovým laserem [publikace 4, 5, 6, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18]
- Největší pozornost byla věnována kontaktnímu systému na bázi Pd na GaAs, kdy byl například sledován vliv dopantů na vlastnosti výsledné struktury [publikace 16, 17, 18, 20, 41].
- Jako velmi perspektivní se jeví použití tenkých vrstev některých reaktivních kovů pod vlastní metalizací na GaAs [publikace 22, 23]. Tyto kovy po depozici reagují s přirozenými oxidy GaAs za vzniku vodivé směsi kovů a jejich oxidů. Ze stejného předpokladu vycházela i optimalizace kontaktní metalizace Ni/Ti na SiC [publikace 36, 37].
- Studium vlivu india na parametry PdGe metalizace [publikace 29].
- V současné době je tento výzkum zaměřen především na kontaktní struktury na SiC. V oblasti ohmických kontaktů je řešena optimalizace vlastností různých metalizací včetně snahy o zjištění mechanismů vedoucích k ohmickému chování struktur v procesu jejích tepelného formování. Jedná se především o metalizace typu Ni, NiSi, NiTi, PtSi a další [publikace 30, 32, 33, 34]. Byl proveden důkaz vlivu krystalicity uhlíku ve strukturách typu Ni, NiSi a Pd na vznik jejich ohmického chování [publikace 37, 39].
- Problematika čištění povrchu polovodičových substrátů před depozicí kontaktní metalizace s cílem dosáhnout co nejlepších elektrických parametrů struktur. Pozornost byla zaměřena na systém Pd/Ge/GaAs [publikace 20] a dále na strukturu Ni/SiC [publikace 40].
- Řešení problematiky přípravy VLS epitaxních vrstev na SiC s cílem využít je pro podkontaktní vrstvy ohmických metalizací. Tento originální přístup vede ke snížení kontaktní resistivity kontaktní struktury [publikace 38].
- Řešení problematiky tzv. sekundárních kontaktů na SiC. Princip tvorby těchto kontaktních struktur je následující: na SiC se připraví primární kontaktní struktura běžným způsobem (depozice a žíhání), vzniklá metalizace se odleptá a provede se napaření sekundárního kontaktu (např. Ni), který si bez nutnosti vysokoteplotního žíhání zachovává parametry primárního kontaktu [publikace 42].
Příprava jednoduchých struktur elektroniky a mikroelektroniky
spolupráce: V. Jeníček (dipl. práce), M. Žilka (dipl. práce), H. Šimůnková (PGS), M. Orna (dipl. práce)
Technologické vybavení Ústavu inženýrství pevných látek (jednoduchý litograf a depoziční aparatury – viz. fotografie) bylo využito pro přípravu jednoduchých elektronických prvků využitelných v různých oblastech průmyslu.
V rámci řešené problematiky jsou sledována zejména následující témata:
- Po zvládnutí přípravy kvalitních Schottkyho kontaktů a ohmických kontaktů s nízkým kontaktním odporem bylo přistoupeno k aplikaci těchto struktur. Jako vhodná aplikační oblast byla vybrána problematika vysokofrekvenčních Schottkyho diod na GaAs. V rámci experimentů byla připravena struktura s mezním kmitočtem 50 GHz [publikace 24]. Struktura vzorku diody je na přiložené fotografii.
- Ukázkou využití tenkovrstvé technologie na ústavu je příprava bolometrů - detektorů Roentgenova záření v oblasti do 5-10 keV [publikace 27]. Princip bolometru spočívá v absorpci záření zlatou vrstvou a detekcí změny teploty vrstvy tenkovrstvý kovovým rezistorem. Ukázka struktury bolometru je na fotografii.
- Další aplikací ohmických a Schottkyko kontaktů je realizace uv detektorů záření na bázi SiC. Tato problematika byla řešena v rámci bakalářské práce a pokračovala v rámci diplomové práce [publikace 43].
Příprava grafenových vrstev na SiC
spolupráce: S. Cichoň (PGS)
Grafen je v ideálním stavu 2D formou uhlíku se šesterečnou krystalografickou strukturou. Jedná se o velmi perspektivní materiál, který má pro své velmi zajímavé vlastnosti mnoho možných aplikací v nanotechnologiích, mikroelektronice a jinde. Na Ústavu inženýrství pevných látek je problematika grafenu řešena v rámci grantu GAČR č. P108/11/0894. Ukázka grafenové vrstvy na SiC substrátu je na fotografii.
V rámci řešené problematiky jsou sledována zejména následující témata:
- Epitaxní růst grafenových vrstev na SiC v důsledku jeho rozkladu za vysokých teplot (1400 - 1700 °C) ve vakuu nebo v argonové
Vybrané publikace
1993-2011 |
Cichoň S., Barda B., Macháč P.: Ni and Ni silicide ohmic contacts on N-type 6H-SiC with medium and low doping level. Radioengineering, 20 (2011), 209-213. |
Macháč: Application of palladium in ohmic contacts to GaAs, in Palladium: Compounds, Production and Application, editor K.M. Brady, Series: Material Science and Technologies, Nova Publishers 2011, pp 193-223. |
Cichoň S., Macháč P., Barda B., Sofer Z.: Influence of different SiC surface treatments performed prior to Ni ohmic contacts preparation. Microelectronic Engineering, 88 (2011), 553-556 |
Barda B., Macháč P., Cichoň S., Kudrnová M.: Thermal degradation of Ni-based Schottky contacts on 6H-SiC. Applied Surface Science, 257 (2011), 4418-4421. |
Macháč P., Barda B.: Improvement of Ni/Si/4H-SiC ohmic contacts by VLS grown sub-contact layer. Microelectronic Engineering, 87 (2010), 2499-2503. |
Barda B., Macháč P., Cichoň S., Machovič V., Kudrnová M., Michalcová A. J. Siegel: Origin of ohmic behavior in Ni, Ni2Si and Pd contacts on n-type SiC. Applied Surface Science, 257 (2011), 4418-4421 |
Macháč P., Barda B., Kudrnová M.: Role of titanium in Ti/Ni ohmic contact on N-tape 6H-SiC. Microelectronic Engineering, 87 (2010), 274-277. |
Novotný P., Macháč P., Sajdl P.: Diagnostic of austenitic steel by coercivity mapping. NDT&E International, 41 (2008), 530-533. |
Barda B., Macháč P., Hubičková M.: Ti and Ti/Sb ohmic contacts on n-type 6H-SiC. Microelectronic Engineering 85 (2008), 2022-2024. |
Macháč P., Barda B., Hubičková M.: Sputtering of Ni/Ti/SiC ohmic contacts. Microelectronic Engineering 85 (2008), 2016-2018. |
Barda B., Macháč P., Hubičková M., Náhlík J.: Comparison of Ni/Ti and Ni ohmic contacts on n-type 6H-SiC. J. of Material Science: Materials in Electronics 19 (2008), 1039-1044. |
Vojtěch D., Novák P., Macháč P., Morťaniková M., Jurek K.: Surface protection of titanium by Ti5Si3 silicide layer prepared by combination of vapour phase siliconizing and heat treatment, Journal of Alloys and Compounds 464 (2008), 179-184. |
Macháč P., Barda B., Maixner J.: Structural characterization of nickel-titanium film on silicon carbide. Applied Surface Science 254 (2008), 1691-1693. |
Macháč P., Sajdl P., Machovič V.: Improvement of Ge/Pd/GaAs ohmic contact by In layer. Journal of Material Science: Materials in Electronics 18 (2007), 621-625. |
Novotný P., Macháč P., Kučera M., Nitch K., Skrbek B.: Diagnosis of austenitic steel vavels with the magneto-optical method. NDT&E International, 40 (2007), 203-207. |
Macháč P., Ryc. L.: Metal resistor bolometer on GaAs substrate. Photonics, Device, and Systems III, V6181 (2005), 26-29. |
Novotný P., Saidl P., Macháč P.: A magneto-optic imager for NDT applications. NDT&E International, 37 (2004), 645-649. |
Macháč P., Machovič V.: Raman spectroscopy of Ge/Pd/GaAs contacts. Microelectronic Eng. 71 (2004), 177-181. |
Macháč P., Žilka M., Výborný Z., Pt/GaAs side wall Schottky diode, 11th European Gallium Arsenide and other Compound Semiconductors Application Symposium GAAS2003, Munich 2003,Garnamy, Procedings pp 129-131. |
Zlámal J., Myslík V., Macháč P.: The influence of Ti Surface layer on Pt/(Ge or Sn)/Pd/Ti-GaAs Interface. Solid State Phenomena. V90-91 (2003), 601-606. |
Macháč P., Peřina V.: Role of reactive metal in Ge/Pd/GaAs contact structures. Microelectronic Engineering 65 (2003), 335-343. |
Macháč P., Peřina V.: Thermal stability of AuPt/n--GaAs Schottky contacts. J. Mat. Science: Materials in Electronics, 13 (2002), 273-275. |
Macháč P., Peřina V.: The influence of surface cleaning on the stability of Pd/GaAs contacts. J. Material Science: Material in Electronics, 12, (2001), 649 - 653. |
Ratajová E., Macháč P., Myslík V.: The ohmic contacts on the layers for gas sensors. IEEE Catalog Number: 00EX386, (2000), 379-382. |
Macháč P., Myslík V., Náhlík J.: The thermal stability of laser annealed contacts based on palladium. Microelectronic Engineering, V54 (2000), 255-261. |
Zlámal J., Macháč P. a Myslík V.: Comparison of laser technology and RTA on Pt/Sn/Pd ohmic contacts to GaAs. Proceedings of SPIE, 4016 (2000), 326-330. |
Macháč P., Myslík V. a Zlámal J.: Laser technology in the preparation of Pt/doping element/Pd/n+-GaAs contacts. Proceedings of SPIE, 4016 (2000), 265-268. |
Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: The Thickness of the Subcontact Modified Layer of Laser Annealed WInGe Contacts to GaAs. Laser Physics, 8 (1998), 344-348. |
Hudec L., Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: Laser technology to Contacts Formations of III-V Semiconductors for Measuring Use. Laser Physics, 8 (1998), 340-343. |
Lančok J., Jelínek M., Bulíř J. a Macháč P.: Creation of Channels into Ti:Sapphire Waveguiding Layers. R. Kossowsky et al. (eds.), Optical Resonators - Science and Engineering, 435-439, 1998 Kluwer Academic Publishers. |
Lančok J., Jelínek M., Bulíř J a Macháč P.: Study of the Fabrication of the Channel Waveguide in Ti:Sapphire Layers. Laser Physics, 8 (1998), 1-4. |
Vrňata M., Myslík V. a Macháč P.: Laser annealed deep contacts for layered structures. J. Material Science: Material in Electronics, 8 (1997), č. 2, 95-98. |
Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: Comparison of alloying methods in preparation of Ge/Au/Ni contacts on n+-GaAs. J. Electrical Engineering, 47 (1996), No. 1, 22-24. |
Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: Ohmic contacts for optoelectronics structures. EOS - Annual Meetings Digest Series: 2A (1995), 369-372. |
Macháč P., Navrátil L. a Braun I.: Small-power lasers in non-invasive laser-therapy. EOS - Annual Meetings Digest Series: 2A (1995), 433-436. |
Macháč P. a Náhlík J.: Preparation of p-type GaAs layers for ohmic contact. J. Material Science: Material in Electronics, 6 (1995), 115-117. |
Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: Laser-annealed deep ohmic contacts. SPIE - Proceedings ALT'94 International Conference, 2498 (1995), 88-95. |
Hudec L., Macháč P. a Myslík V.: Laser technology in ohmic contact preparation. J. Electrical Engineering, 46 (1995), No. 1, 25-28. |
Macháč P., Myslík V. a Vrňata M.: Laser annealed W/Sn contacts on N-type GaAs. Electronics Letters, 30 (1994), No. 14, 1185-1187. |
Metal M., Myslík V a Macháč P.: Polyimide thin films as original antireflection coatings in optoelectronic applications. J. Electrical Engineering, 45 (1994), No. 7, 245-248. |
Hudec L. a Macháč P.: Edge effects on contact resistance measured by Transmission Line Model Method. J. Electrical Engineering, 44 (1993), No 2, 41-43. |
Macháč P., Merta J. a Pantuček V.: Deep levels in GaAs MESFET. Materials Science Forum, Trans. Tech. Publications, Switzerland, 38-41 (1989), 1439-1441. |
Spolupráce při řešení projektů
S tuzemskými pracovišti
- V. Jurka, Fyzikální ústav AVČR, Cukrovarnická 8, Praha 6
- J. Voves, FEL ČVUT, Technická 2, Praha 6
Se zehraničními pracovišti
- N.I. Kargin, North Caucasus State Technical University, Stavropol, Russian Federation
- L. Ryc, Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion, Warsaw, Poland