GoFarUV - Project progress No.3

Laikaposms: 01.12.2025. – 28.02.2026.

1. Turpināta amorfa gallija oksīda (aGaOx) plānu kārtiņu reaktīvās līdzstrāvas magnetronās izputināšanas procesu padziļināta optimizācija, lai sasniegtu nepieciešamās kārtiņu fotoelektriskās īpašības. Tika novērots, ka procesa spiediens un skābekļa parciālspiediens ir kritiski parametri, kas būtiski ietekmē aGaOx kārtiņu fotoelektriskās īpašības. Atgriezenisko saiti izputināšanas procesu optimizācijai sniedz Aktivitātes 2. un 3. (AGL Technologies, LU CFI)

2. Iegūto aGaOx kārtiņu fizikālā raksturošana tika veikta, izmantojot optisko elipsometriju, fotoluminescenci un rentgenfotoelektronu spektroskopiju. Fotoluminescence tika izmantotu defektu klātbūtnes noteikšanai aGaOx kārtiņās, savukārt rentgenfotoelektronu spektroskopija sniedza padziļinātu ieskatu Ga un O elementu ķīmiskajā stāvoklī atkarībā no izputināšanas procesa parametriem. (LU CFI)

3. Izmantojot izstrādāto metodoloģiju elektrisko metālu kontaktu uzklāšanai uz aGaOx pusvadītāju plānam kārtiņām, tika veikta to padziļināta fotoelektrisko īpašību raksturošana. Tika novērotas būtiskas izmaiņas kārtiņu ātrdarbībā un spektrālajā jutībā atkarībā no izputināšanas procesa parametriem. (LU CFI)

4. Tika veikta zondu stacijas pielāgošana fotoelektriskiem mērījumiem UV diapazonā partnera telpās aGaOx kārtiņu raksturošanai uz 2 collu pamatnēm, kā arī iepakotos mikroshēmu nesējos. Tika veikta padziļināta analīze mikroshēmu nesēju izvēlei, iekļaujot nestandarta risinājumu variantus izgaismošanai no aizmugures. (RD ALFA Microelectronics, LU CFI)

Time period: 01.12.2025. – 28.02.2026.

1. In-depth optimization of reactive DC magnetron sputtering processes of amorphous gallium oxide (aGaOx) thin films in order to achieve the required photoelectric properties of the films. Process pressure and oxygen partial pressure were observed to be critical parameters that significantly affect the photoelectric properties of aGaOx films. Feedback for the optimization of the sputtering processes is provided by Activities 2 and 3. (AGL Technologies, LU CFI)

2. Physical characterization of the obtained aGaOx films was performed using optical ellipsometry, photoluminescence and X-ray photoelectron spectroscopy. Photoluminescence was used to detect the presence of defects in aGaOx films, while X-ray photoelectron spectroscopy provided a deeper insight into the chemical state of Ga and O elements depending on the parameters of the sputtering process. (LU CFI)

3. Using the developed methodology for depositing electrical metal contacts on aGaOx semiconductor thin films, an in-depth characterization of their photoelectric properties was carried out. Significant differences in the semiconductor time response and spectral responsivity were observed when varying the sputtering process parameters. (LU CFI)

4. Adaptation of the probe station for photoelectric measurements in the UV range was carried out at partner facilities for characterization of aGaOx films on 2-inch substrates as well as in packaged chip carriers. An in-depth analysis was carried out for the selection of chip carriers, including variants of non-standard solutions for back-side illumination. (RD ALFA Microelectronics, LU CFI)

Projekts “GoFarUV” – jauni saules aklie UV-C fotodetektori

Identifikācijas numurs: 1.1.1.3/1./24/A/020

Tips: Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF)

Projekta ilgums: 01.06.2025 - 31.05.2028.

Projekta vadītājs: Dr. Edgars Butanovs, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI)

Sadarbības partneri: AGL Technologies, RD ALFA Microelectronics

Kopējais finansējums: 651 600 EUR

ERAF finansējums: 506 049 EUR

Projekta kopsavilkums

Šī rūpnieciskā pētījuma projekta mērķis ir izstrādāt jaunu saules aklu tālās UV gaismas fotodetektoru, kura pamatā ir amorfa alumīnija gallija oksīda (AlGaO) pusvadītāju cietā šķīduma plānā kārtiņa, kas iegūta, izmantojot mērogojamu augsta uzklāšanas ātruma magnetrono izputināšanu (GoFarUV). Mēs piedāvājam izstrādāt un pētīt jaunu AlGaO pusvadītāju materiālu, un optimizēt tā sintēzes parametrus, lai iegūtu fotoelektriskās īpašības, kas piemērotas tālās UV gaismas detektēšanai.

Šādu saules aklu UV-C fotodetektoru pielietojumi ietver vides monitoringu un kosmosa izpēti, kas abi ir būtiski, lai risinātu globālās klimata problēmas. Detektori ļaus precīzāk novērot atmosfēras izmaiņas, piemēram, ozona veidošanos, un veikt savlaicīgu mežu ugunsgrēku atklāšanu, nodrošinot kritiskus datus klimata pārmaiņu ietekmes mazināšanai. Citi pielietojumi ietver kosmosa zinātni un tehnoloģijas, drošību un militāro jomu.

Projektu īstenos Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI, vadošais partneris, projekta vadītājs Dr. Edgars Butanovs), plāno kārtiņu pārklājumu uzņēmums AGL Technologies (MVU, partneris Nr. 1), un mikroelektronikas ražotājs un izstrādātājs RD