1

Az „MFKI 50 éves” DVD-kiadványból

Gyulai József: Anyagtudományi Kutatóintézet, 1992–98

és a KFKI-beli elődei

Bevezető engesztelés

Egy visszaemlékezés óhatatlanul, akár tudatosan is szubjektív. Sőt, ez az írás is, ahogy haladt, egyre inkább „önéletrajzolódott”.

Azaz, kirajzolódtunk az én szemüvegemen át, meg aztán ki is rajzottunk, meg miegymás.

Egy történetírási kísérletben, a 2000-ben lezárt KFKI-s, meg MFKI-MFA-ként, a most lezárt ötven év egyértelműen azt rajzolja elém, hogy – mint a hazai kutatás java – folyamatosan futottunk a világgal, és egyszer-egyszer – talán ötször-tízszer – egy-egy jól időzített, vagy netán jó helyen meglépett sasszéval eléje is ugrottunk. Az ugrás legtöbbször egy-egy okosan választott és fontos résben (amire sokszor a szegénységünk adta az ötletet) vált lehetségessé. Két ízben azonban ez a mikroelektronika fővonalát jelentő témában is megtörténhetett velünk – beleszólhattunk és nem-jelentéktelen mértékben a Moore-törvény teljesülésébe, vagy – az évszámok miatt – a törvénnyé alakulásába? Ezzel nem akarom azt mondani, hogy mi „jobbak” voltunk, mint sok és eredményes hazai csoport, csak nagyon jókor, nagyon jó helyen lehettünk…

Az „önéletrajzolódás” azonban óhatatlanul túlhangsúlyozza a történetet író személy, ez esetben az én szerepemet. Pedig a jó szerencsém sose kényszerített a „magányos farkas” életformájára: mindig kiváló csapatokba juttatott, vagy ilyen csapatok alakultak ki körülöttem. Legtöbbször, persze, én magam is tehettem arról, hogy a jó csapat „összejött”. Ha egy ilyen írásból azonban az én fejem jobban kilátszik, mint a barátaimé, munkatársaimé, azt csak a szemem, de inkább az emlékezetem veleszületett ’asztigmiája’ okozhatta.

Valahol ugyanis egy Illés Béla idézet jut az eszembe: „Az ember jelenével együtt a múltja is megváltozik.” i Sokféleképpen kifejezték ugyanezt. A i Idézet a „Kárpáti rapszódia” c. regényből – mondta egy ifjúkori ’nagy’ barátom, Wiegandt Richárd ’algéber’ – aki biztosan olvasta is a művet… én nem, és talán már nem is fogok ’annakidején-való’ kötelező olvasmányt elővenni...

2

magam emléke, élő tapasztalata, hogy amikor egyszer – felkérésre – összefoglaltam a hazai fizika-közeli anyagtudományos kutatásokat 1, a leltárból még közvetlen kollégám is kimaradt. Eszembe is jutott annak kapcsán az életemben, életünkben nagy szerepet játszó, amerikai barátom, Jim Mayer réges-régi figyelmeztetése: sose írj összefoglaló munkát, mert összeveszít a barátaiddal.

Az ember karrierje „ups and downs”-ok, vagy tréfás helyesírással „Woops…”-ok és (talpra)esések, -állások sora, sorozata, pláne egy olyan ’vad’ versenyvidéken, mint amilyen a KFKI is volt. Ahol naponta meg kellett a presztízsért harcolni. Volt, amikor éreztél némi sikert, de még gyakrabban a sarkalló vereséget. Meg kellett tanulnom, hogy a nagyon okos emberek között speciális vezetési stratégia is szükséges. Ha vezetőként és „tudománypolitikaként” akarsz valamit, ne direkt utasítással kezdd, hanem vezesd rá a kompetens kollégáidat, hogy ők és saját ötletként mondják ki a lényeget… Ha valaha stratéga voltam, az ezeknek a trükköknek a kitalálását jelentette.

Próbáltam most álnokul az emlékeim szereplőivel, munkatársaimmal, barátaimmal osztozni az elkövetett hibákon, hiányokon, aránytalanságokon, illesztetlenségeken – arra gondolva, hogy szerzőtársnak kérem őket. A tisztelet azonban inkább azt mondatja velem, hogy vigyem el én az ódiumot… Nekik, az ABC-rendben itt következőknek, meghatározó és elérhető személyeknek azonban nagyon megköszönöm a beszúrásokat, észrevételeket, hiánypótlásokat, szövegrészeket:

Bársony István, Fried Miklós, Gyimesi Jenő, Kádár György, Keresztes Péter, Kótai Endre, Lohner Tivadar, Mohácsy Tibor, Pászti Ferenc, Pető Gábor, Strausz Tamás, Szabó Zsolt (a nyolcvanas évekről ő írt), Szilágyi Edit, Tóthné-Gittinger Edit, Vértesy Gábor, Zimmer György.

Sokan és az eredményes témáik sem szerepelnek az összefoglalóban, mert részletes „történeti” feldolgozásra nem volt módom. Hogy – már csak az én révemen is – hány kollégának a nevét, tetteit, eredményeit kellett, illetve lehetett volna megemlítenem, ahhoz utalok egy mellékletre, a magyar társszerzőim listájára Linkek\TarsszerzokMAGY.doc

Még egy tényközlés. Itt foglalom össze név és dátum szerint az ATKI és jogelőd-intézeteinek az én KFKI-s életem alatti (1970. december 15-től…) vezetőit:

KFKI KUTATÓINTÉZET

(1950. szept. 1. - 1974. dec. 31.) Igazgató:

Pál Lénárd (1970. febr. 1. - 1974. dec. 31. )

3

… Szilárdtestfizikai Főosztály

Főosztályvezető: Tompa Kálmán – első közvetlen főnököm a KFKI-ban…

… KFKI KUTATÓKÖZPONT

(1975. jan. 1. - 1991. dec. 31.) Főigazgató:

Pál Lénárd (1975. jan. 1. - 1978. jan. 15. ) Szabó Ferenc (1978. jan. 15. - 1989. dec. 31.) Szatmáry Zoltán mb. (1990. jan. 1. - 1990. jún. 30.) Lovas István (1990. júl. 1. - 1991. dec. 31.)

… Szilárdtest Kutató Intézet

Tudományos igazgató: Vasvári Béla (1975. szept. 1. - 1978. febr. 15.) Krén Emil (1978. febr. 15. - 1981. márc. 31.)

Tudományos igazgatóhelyettes:

Tompa Kálmán (1975. szept. 1. - 1981. márc. 31.) A Szilárdtest Kutató Intézet 1981. ápr. 1. hatállyal két intézetre vált szét, a

Szilárdtestfizikai Kutató Intézetre, SzFKI, valamint, az itt releváns

Mikroelektronikai Kutató Intézetre (MKI)

Tudományos igazgató: Krén Emil (1981. ápr. 1. - 1986. dec. 30.) Zimmer György (1987. jan. 1. – 1991. dec. 31.)

Tudományos igazgatóhelyettes:

Kisdi Dávidné (1981. ápr. 1. – 1986. dec. 30.) Strausz Tamás (1987. jan. 1. – 1991. dec. 31.)

A KFKI szétszervezését követően:

Anyagtudományi Kutató Intézet

Igazgató: Gyulai József, végül a konszolidációt levezénylő mb. igazgató (1992.

jan. 1 – 1997.dec.31.)

Igazgatóhelyettes, majd ügyvezető igazgató:

4

Bársony István (1992. jan. 1 – 1997. dec.31.) Műszaki Fizikai és Anyatudományi Kutató Intézetté, azaz MFA-vá, – ezzel MFKI jogutóddá – 1998. január 1-jén lettünk. Az 1998-as esztendő első munkanapján összegyűltünk a KFKI ebédlőjében és szövetséget kötöttünk. Csendben elsirattuk a nem-költözőket, a nem-költözhetőket, mind a száztizenöt felmondólevél címzettjét. Kevesen voltunk aznap optimisták, de én hittem magunkban és ezt az írást érintettként olvasók tehetségében, akarásában.

A KFKI-idők hozománya - összefoglaló

Az Anyagtudományi Kutatóintézet (KFKI-ATKI) a KFKI felszámolásakor jött létre a KFKI Mikroelektronikai Kutatóintézetből (KFKI MKI), amely viszont súllyal a KFKI két korábbi célprogramjának (Ionimplantációs Célprogram és a Buborékmemória Célprogram) megszűnésekor, azok munkatársaiból verbuválódott, alakult.

A mai Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézetet végül az 1998. január 1-jén életbe lépett akadémiai intézet-konszolidáció hozta létre – a Műszaki Fizikai Kutatóintézet jogfolytonosságát tartva meg és a KFKI-ATKI-t jogutód nélkül megszüntetve – de a KFKI Campuson. Erre a megoldásra financiális kényszer vezetett: az MFKI-nak az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság felé fennálló kötelezettségei azonnali kifizetését csak így tudta az MTA elkerülni. (A ’kötelezettségeket’ végül a Fóti úti telephely értékesítésekor rendeztük.)

A konszolidáció levezénylésére – Bartha Lászlóval, az MFKI igazgatójával konszenzusban – Gyulai József, azaz jómagam kaptam megbízást. Így lettem az MFA első igazgatója is, 1998. január 1-től 2003. december 31-ig, amikor az életkorom határt jelentett.

Az intézet jubileumi bemutatásával foglalkozó műnek a jelen fejezetében összefoglalom az MFA-ban egyesült intézetek „KFKI-eredetű” részének szakmai „hozományát a közösbe”, amely az MFKI hozománnyal szinergikusan egyesülve, a mai sikerek egyik alapját képezi. Csak azokat az eredményeket ismertetem itt részletesebben, amelyek részben-egészben lezárultak, és emiatt az „MFA-időkről” szóló fejezetekben, cikkekben már nem, vagy csak kisebb súllyal szerepelhetnének. Egyes kiemelkedő, a mába is átnyúló eredménynél azonban hivatkozással utalok az eredményeket taglaló cikkre.

5

A hozomány, szakmai eredményesség, sok és az írás közben egyre csak gyűlő elemből tevődött össze. Itt tézisszerűen összefoglalom azokat (a kulcsemberek nevei, cikkeik stb. a részletes ismertetésnél szerepelnek):

• A legelismertebbek a Caltech-KFKI, ill. Cornell-KFKI együttműködésben elért eredményeink, amelyek nem-elhanyagolható mértékben járultak hozzá már a „Moore-törvénynek” a ’törvénnyé’ válásához, ill. később annak érvényesüléséhez: a közös csoport ui. elismerten az egyik úttörője az akkor még egzotikumnak tekintett, ionimplantációs eljárásnak a technológiává válásához; az eredmények közül kettő azóta is általánosan használatos az integrált áramkörök gyártásában és legfeljebb a „post-Moore” megoldásokban válnak túlhaladottá, i

• a KFKI Campuson épült tiszta laboratóriumok (szelet-, ill. maszktechnológiai), amelyeknek generációs sorában a mai labor (harmadikként) az MFA arculatának egyik meghatározó, milliárdos értéket képviselő, infrastrukturális eleme;

• a megépült tiszta laborokban lehetővé vált, már röviddel a program megindulása után is, hogy – az EIVRT elvárása szerint –, katalógus-ekvivalens implantált eszközök készüljenek: egy varicap-dióda, fémkapus (molibdén-) MOS-tranzisztor (amelynek példányait éveken át be is építették egyes KFKI-termékekbe), egy 256-bites RAM; a gyakorlati eredmények elérésében kulcsszerepet játszottak az EIVRt-ből a célprogramhoz delegált ipari szakemberek,

• külön megemlítjük, hogy az említett fő eredményeinket (a preamorfizációs és kettős hőkezeléses technológia) itthon is demonstráltuk az EIVRt számára egy BF-ekvivalens nagyfrekvenciás tranzisztor (BF479) kifejlesztésével;

• már a kezdeti időkben is jelentős eszközfizikai eredmények születtek: bebizonyították munkatársaink, hogy maszkolt szeleteken az implantált ionok oldalirányú szóródása miatt – amire akkoriban jöttek létre az első modellek – az oldalirányban kialakuló pn-átmenetek görbületi sugara szabja meg az eszköz letörési feszültségét 2;

i A két eredmény: a) A világ szilíciumkristály-gyártása a hetvenes években váltott az addig szokásos (111)-orientációjú kristálygyártásról az (100)-kristályok növesztésére. A váltás motiválására két okot látunk:

* Az Intel kimutatta, hogy az (100) felületeken növesztett szilíciumdioxid sokkal jobb minőségű, azaz alkalmasabb a MOS-eszközök megvalósítására,

** A hetvenes években sikerült néhány eredménnyel bemutatni az ionimplantációnak az integrált áramkörök előállításában jelentkező kardinális előnyeit – még az Intel akkori álláspontjával szemben is! –; és ebben egyik legfontosabb lépés volt annak a kimutatása, hogy az ionok okozta defektek is jobban eltávolíthatók az (100)-orientációjú szeletek felületi rétegéből („Orientation dependence”, Caltech-KFKI, 1975, [25]);

b) Ugyancsak a Caltech-KFKI csoport jutott az ún. „preamorfizációs” eljáráshoz [26], amelynek alkalmazása mindmáig általános a MOS integrált áramkörök gyártástechnológiájában, a nagydózisú átmenetek (pl. a forrás és a nyelő, source és drain) előállítására.

6

• az implanter-építés sikerei (SAját Fejlesztésű Implanter, SAFI), amellyel 1975-re, a KFKI Implantációs laborja a világnak olyan unikális helye lett, ahol lehetőség volt mind a nagydózisú (predepozíció-jellegű, ILU), mind a kisdózisú, precíz MOS-célú implantációra (SAFI) i;

• az ionimplantált félvezetők lézeres hőkezelése témában a kezdetektől benne lehettünk – olyannyira, hogy mi segítettük az eljárást felfedező szovjet kollégákat a nemzetközi mezőnybe kijutni; saját eredményeink közül kiemelkedik annak bemutatása, hogy a lézeres hőkezeléssel előálló, elektromos szempontból kiváló, de metastabil állapot magas hőmérsékletű (>900 ºC) hőkezeléskor ugyanabba az állapotba torkollik, mint a hagyományosan kezelt 3

• a „résstratégia” eredményeként a nyolcvanas években megkezdődött az irányváltás a szenzorikai kutatások felé; ez a biokompatibilis agystimulátor elektródával és a szilíciumalapú nyomásmérővel indult, majd, már az „ATKI-időkben” folytatódott azzal a szabadalmaztatott felismeréssel, hogy a (kiürítéses) MOS-tranzisztor nagyságrenddel érzékenyebb a deformációra (nyomásmérő!), mint a szokásos piezorezisztív elemek 24;

• mindez a tudás teljesedett azután ki a, ma „MEMS”-nek nevezett technológiában ii – így vált lehetővé a „szenzorok forradalmához” való csatlakozásunk, a felzárkózás,

• az ionsugaras analízis metodikai eredményei, amelyek részben helyi sikerek 4, részben a Caltech-kel 5, ill. később a GPS-CNRS-szel 6 való együttműködésben születtek,

• a KFKI-ban tradicionális, máig nemzetközi értékű mágneses kutatások eredményei 7,

• az erre az alapra épült „Mágneses buborékmemória kutatások Célprogram”, amelynek az elsők között elért eredményei a funkcionáló, szintén nemzetközileg ekvivalens, 256 kbites mágneses buborékmemória csipben érték el csúcs-szintjüket. Az, hogy az akkori mágneses buboréktároló, részben annak hátrányos tulajdonságai, részben a „vetélytárs” memóriák Moore-törvény szerinti, rohamos fejlődése miatt végül nem lett piaci siker, az erőfeszítések és az elért eredmények tudományos és műszaki értékét nem csökkenti,

• a Buborékmemória célprogram ot túlélő, kiemelkedő minőségű fotolitográfia mindmáig kulcsszereplő az MFA eredményeiben; a program másik „kiválósága”, a GGG-kristálynövesztés és mágneses réteg epitaxia azonban az ezredforduló idején – a fenntartásra elegendő piac elvesztése miatt – sajnos leépült,

i A SAFI-ból nemzetközileg is jelentős termék lehetett volna, de a KFKI vezetésének súlypontozása nem tevődött erre az eredményre – mindössze néhány (tovább is fejlesztett) példány, ill. részegység került eladásra

ii MicroElectroMechanical Systems – amely a félvezetők megmunkálásának eszköztárát alkalmazza mechatronikai, elektromos, stb. elemek, eszközök előállítására..

7

• a SAFI egyszerűsített (tömegszeparáció nélküli, így nagyobb áramú) változatának megépítését a mágneses buborékmemória program igényei – az ún. kemény buborékok „elnyomása” – indokolták, ez a berendezés más feladatok megoldását tette és teszi lehetővé (nagysűrűségű optikai rácsok előállítása érzékeny bioszenzorokhoz, fémszerszámok keményítése, vékonyrétegek tapadás-javítása, stb.);

• a mágneses kutatások másik, a buborékmemória programtól független része a gyorshűtéssel előállított, amorf szerkezetű szalagok kutatása (amely szalagok előállítása a KFKI egy másik társintézete, az SZFKI egyik fő profilja), és alkalmazási lehetőségeinek vizsgálata volt. Ebből nőttek ki a mágneses szenzorika és a roncsolásmentes anyagvizsgálat terén elért eredményeink.

• az optikai méréstechnika több eredménye, amelyek közül korábban kiemelkedik a ma is centrális fontossággal, igen eredményesen kutatott ellipszometria, valamint a félvezető defektanalízis szabadalom-értékű módszere, a Scanning Infrared Microscopy, SIRM 8, amelyet a Semilab Rt. vitt piacra; de itt említendők a mágneses buborékmemóriák optikai módszerekkel, különösképpen a gyorsfényképezéssel való kutatása, valamint a hamar abbamaradt magneto-optikai memóriákkal kapcsolatos kutatások,

• Az ezzel rokon optikai kutatásaink az MKI/ATKI időkben is folyamatosan sikereket értek el és a fiatal kutatóink „exportjával” nagy elismerésre tettek szert és ezek is olyan értéket képviselnek, hogy – a litográfiai alkalmazásokon keresztül – beleszólnak a Moore-törvény teljesülésébe 9. A hivatkozások között négy is van, amelyeket a SPIE beválogatott a „Milestone Series”-be!

• az áramkör-tervezés eredményei, mind az 1975-80 közötti, az ún. „LSI Kft”-ben végzett, az I8080-analóg processzor előállítását célzó tevékenység i, mind – belső programként – egy 256-bites RAM. ill. a 256 kbites buborékmemória tervezésében, majd ez utóbbiaknak a megvalósításában elért eredmények,

• a feladat megoldásához szükséges tervezői rendszer (DOLPHIN) kidolgozásában az MKI-s munkatársak jelentős szerepet vittek, ezt nem csak a tervezőink használták, de a maszk-labor is erre épített. Ugyanez vonatkozik a LOBSTER nevű, kapuszintű logikai szimulátor kapcsoló-szintű MOS modelljeinek kidolgozására.

• az áramköri megvalósítások sorában meg kell említeni a JATE informatikusaival közösen tervezett, a Magyarországon tervezett áramkörök között máig is a legnagyobb integráltságú áramkört, a DS-1adatrendező csipet; (ennek működő példányait – nem sokkal a tűz előtt - a MEV-ben készítették el, de a tervezés és a maszk-

i Az OMFB által finanszírozott célfeladatban, ezer darab, az I8080 mikroprocesszorral ekvivalens, működő eszközzel kellett a részvevőknek, azaz a HIKI Félvezető Főosztályának, mint „fővállalkozónak”, a KFKI Ionimplantációs célprogramjának, a TKI egy főosztályának, valamint a BME Elektronikus Eszközök Tanszékének a készséget demonstrálniuk, amelyet sikeresen teljesítettek is, 1981-re.

8

készítés MKI tevékenység volt, a teszt áramkörnek – n-csatornás, szilícium-kapus, kiürítéses – a technologizálása is az MKI-ban történt. A szegediek ennek felhasználásával építettek egy COMMODORE-64 mellé adatrendező SLAVE processzort, és azt be is mutatták.

• ezen a tervezői bázison indult el egy mindmáig sikeres program, az intelligens képfeldolgozás; itt az első, metallurgiai alkalmazások után, kiemelkedő orvosi, valamint a biztonságtechnika terén kiváló és „eladható”, ill. el is adott eredmények születtek,

• a félvezető technológiai berendezések sorába illeszkedően, exportra épült, in sitū analitikával (ellipszometria, stb.) ellátott, plazma-LPCVD berendezés, amelyet éppen az akkori, kényszerű műszaki stratégia tett a rendszerváltás „áldozatává” (szovjet exportban ui. elfogadhatatlan volt a kereskedelemben kapható, és így szervízelhető részegységek beépítése, míg a későbbi, valódi versenyképességnek éppen ez állta útját),

• A vékonyrétegek kutatása, amelynek fő eszköze az országban első, „kvázi-MBE”-nek aposztrofált olajmentes, UHV párologtató rendszerünk volt, sok „forradalmi” eredményt ért el (sp2-sp3 hibridizáció szénmódosulatokon 10, anomális amorfitás, stb.),

• Az MFA-ben egyesült két intézetnek volt már az „archaikus” időkben is egy nagyszabású, közös vállalkozása: a szovjet-magyar űrrepülés kapcsán sikeresen elvégzett kristályosítási kísérlet, ill. annak feldolgozása, kiértékelése az „Eötvös-program” („ЭТВЄШ”) 11,

• Az ATKI fogadta be a KFKI megszűnésekor az egyik perspektivikus témát, a biomérnökséget, amely indulásakor a szív elektromos potenciáljának a teljes törzsi bőrfelületen való regisztrálását tűzte célul; ez a hagyományos EKG-nál sokkalta alaposabb diagnosztikai eszköznek bizonyult az ischemiás veszélyek jelzésében; két, már „MFA-s” publikációra utalunk itt 12,

• Az MKI/ATKI-időkben az elméleti csoportunk még inkább csak „induló” csoportnak számított, de néhány „oroszlánköröm” azért már jól látszott. Az Ising-modellen alapuló számítások sokféle alkalmazására már akkor rájöttek és a korabeli gépkapacitásokkal hozzáférhető témák indítása ezekre az időkre esik, ekkoriban indultak el a nagy számítógépi rendszerek kutatása felé is 13; felismerték azt is, hogy az automatikus kristálynövesztésre korábban kidolgozott gépi program továbbfejleszthető zenei felvételek zajmentesítésének megoldására is: ezzel készült el Bartók-Kodály gyűjtéseit tartalmazó fonográfhengerek egy része zajtalanított tartalmának CD-re vitele. A mára kiforrott csoport eredményeiről. mind a játék-, mind a zeneelméletben, mind a nagyrendszerekben másutt szól a jubileumi DVD.

• a rendszerváltás táján a piaci értékű eredmények gyártására több spin-off vállalkozás (Kraft, MicroT) is megalakult, amelyek sok tapasztalattal járultak hozzá a mai vállalkozási stratégiánkhoz,

• az ionimplantációs kutatások „melléktermékeként” jutottunk el a kilencvenes évek első felében a „nanotechnológiához , konkréten a

9

szén nanocsövek kutatásához. Extrém nagyenergiájú (≈200 MeV) nehézionokkal (JINR, Dubna) besugárzott, kváziorientált pirolitikus grafit (HOPG) felületén ui. nanocsövek (CNT) keletkezését figyeltük meg. Ez a plazmának több tíz mikrométer hosszú CNT-vé való kondenzációját jelentette; a publikálásra azonban csak a bizonyosság birtokában, már az MFA-időkben kerülhetett sor 14; az önmagában érdekes, hangsebességgel történő növekedés vizsgálatát mellőzve, „termelékenyebb” nanocső előállítási módszereket dolgoztunk ki; ezzel a téma az ATKI-MFA egyik sikeres kutatásává fejlődött;

• Egy ilyen történeti visszatekintésben talán megengedhető (és érthető okokból itt neveket is írok), hogy az eredmények sorának legvégén bemutassam néhány „sikertelen sikerünket”, nevezhetnők „belső” sikernek is; azaz amelyek a tudáshátterünk, önbecsülésünk alakításában fontos szerepet játszottak, de a nemzetközi elismertségünket nem, vagy csak másodlagosan, megkésve gyarapították – hűségesen illeszkedve a szomorú magyar hagyományainkhoz 15:

o A kiürítéses tranzisztor alapegyenleteit Mohácsy Tibor levezette, de a világelsőségről az IBM publikációja mögött hetekkel ugyan, de lecsúszott; …hogy a második cikket azonban ő írta légyen… – hát erre céloztam az előzőkben,

o A hidrogén és más könnyű elem kimutatására alkalmas ERDA-módszert (Elastic Recoil Detection) elsőként dolgozta ki és írta le Kótai Endre, de azt csak, mint a fúziós reaktorok első falának vizsgálatára alkalmas módszert publikálta egy tematikus, ráadásul az NDK-ban rendezett TOKAMAK -konferencián, amely „publikáció” – igyekezetünk ellenére – nem adott elegendő muníciót az elsőségnek a köztudatba ágyazásához,

o a ma is rekordot jelentő kis „menedékességű” ferdecsiszolat készítésének módszerét – ráadásul KFKI-MFKI közös cikkben –1975-ben publikáltuk, amely a ma „kombinatorikus anyagtudomány”-nak nevezett téma egyik előfutára lehetett volna, ha felfigyelnek rá a physica status solidi olvasói 16,

o az implant rétegek ’Thermal history’ -ként ismertté vált témáját – a széles körben alkalmazott, ún. izokron hőkezeléses technika relevanciájának megkérdőjelezésével – én kezdeményeztem, mind itthon (Hegedűs András), mind a Caltech-en (Jim Mayer első reakciója a Boltzmann-faktor meredek futásával érvelő szakmai elutasítás volt, amiért később elnézést is kért…); a kutatómunka tempója azonban a Caltech-en (ott más, pl. laborépítési vagy eszközfejlesztési feladat nem lévén) annyival gyorsabb volt, hogy a téma, ugyan a részvételünkkel, de ott teljesedett ki,

o nem figyelt fel a világ arra az „Ion Implantation Technology” szakmai iskolák anyagában 17 többször is megírt következtetésemre, miszerint az ionbecsapódás révén

10

keletkezett olvadék gyors dermedése időtartamának real time meghatározásából a kovalens kémiai kötés kialakulásának időtartamát adja,

o A „kombinatorikus anyagtudomány/kémia” tárgykörébe tartozhatott volna az a technika is, amelyet a Cornell-en építettem meg 1982-ben (sajátkezű műhelymunkával…), amellyel lineáris összetétel-változást lehetett egyetlen (párologtatott multiréteg) mintán megvalósítani 18; nem teljes vigasz, hogy ez a cikk egyáltalán nem „veszett el”, mert 200 körüli hivatkozást hozott! – csak a kémikusok ezt sem olvasták i…

o A „célprogram”-létünk is okozott olyan helyzetet, hogy háttérbe szorult a „tudomány”. Pl., a szilárdfázisú epitaxiának (SPEG) az IC-gyártásban fontos részleteinek kivizsgálásával adósak maradtunk – Jim Williams ausztrál barátunk be is vallotta, hogy „barátságból” jó félévet várt ránk, mielőtt ő maga, nagy nemzetközi sikerrel elvégezte a tőlünk várt és be is ígért kísérletet…

• Más jellegű bevallanivaló egy magamat okoló „kihagyás”: a fúziós reaktorok plazmafal korróziójának vizsgálata során, Pászti Ferenc ötletére, a szilícium felületén könnyű ionokkal való nagydózisú besugárzással imitálták a TOKAMAK-beli viszonyokat, amelyek révén „hámlások”, azaz az ionok behatolási mélysége által meghatározott vastagságú membránok is keletkeztek (Pászti Ferenc, Pócs Lajos, és munkatársaik 19). Ezek a vékony egykristályos membránok egy új SOI-technológia (Silicon-On-Insulator) trükkjét rejtették (előlem), amely később, M. Bruel francia kolléga cikke és szabadalma után, „Smart cut®” néven lett milliárdos érték 20. Hogy talán mi jártunk legközelebb az ötlethez, az egy John Poate-tal (Bell Labor) folytatott beszélgetésben derült ki számomra, aki szintén „a fejét verte”…

Az Ionimplantációs Célprogram indítása

Hogyan jutott el a KFKI-MKI, ill. ATKI ezen eredményekhez? A KFKI célprogram-rendszere (1970-82 között) kiváló szervezeti keretet biztosított: egyrészt a munkacsoportokba, belső pályázat útján bekerült kiválóságok részvétele által, akiknél a szervezeti egységhez való kötődést fellazították, másrészt az évenként megítélt, kiemelt finanszírozás biztosította a munkák sikerét.

A hatvanas években „egyezség” volt a KFKI és az MFKI között, amelynek értelmében a félvezető-kutatások letéteményese az MFKI. Mindez így is maradt 1970-ig, amikor azonban Pál Lénárd és a Kurcsatov Intézet igazgatójának, A. P. Alekszandrov akadémikusnak közös döntésével egy

i Barna B. Péter nevezte 2006-ban ezt a cikket a kombinatorikus anyagtudomány előfutárának – köszönet érte...

11

KFKI-gyártmányú TPA számítógép „telephelyet cserélt” egy ILU-4A ionimplanterrel, ez megváltozott. Ekkor ui. már látszott, hogy az ionimplantáció felfejlődő kutatási iránnyá válik és a KFKI-ban akkoriban megépült EG-2 Van de Graaff részecskegyorsítóval együtt, mind az implantációs technika, mind az ahhoz jól illeszkedő mérési eljárás, az ionsugaras visszaszórás (Rutherford Backscattering, RBS) olyan téma-együttes, amelynek művelésére a KFKI-ban megvoltak az eszközök és megvolt a szakértelem jelentős része is. A hiányzó láncszem éppen a félvezetőkkel kapcsolatos implantációs szaktudás volt. Gyulai Józsefet, aki ekkor a Caltech-en töltött egy esztendőt, megkereste mind az MFKI igazgatója, mind az EIVRt Félvezető Főosztályának akkori vezetője, hogy – a KFKI eszközbázisán –az intézményükben is megindítsa az implantációs kutatásokat, fejlesztéseket. Ezekre az ajánlatokra a sikeres cikkekkel fémjelzett tanulmányutam nyújtott alapot 21 Linkek\AFBeszamolo.pdf, amely cikkek részben az ionimplantáció Si-félvezetős alkalmazásával, részben az RBS-módszer kidolgozásával és alkalmazásával voltak kapcsolatosak.

Végül a munka – szervezési zavarok miatt – a KFKI részeként indult meg, egy Pál Lénárd által akkor bevezetett, rendkívül korszerű szervezetben, az „Ionimplantációs kutatások célprogram” keretében, amelyet induláskor Erő János vezetett, és amelyen belül három részleget szerveztek:

1. előbb az ILU-4A berendezés telepítésével, majd sajátfejlesztésű implanterek (SAFI, NEON) tervezésével és megvalósításával foglalkozó munkacsoport (Pásztor Endre vezetésével);

2. a Félvezetők kutatása munkacsoport (Gyulai József vezetésével), amelynek félvezető eszközökön kellett demonstrálnia a készséget; a csoporthoz hamarosan az EIVRt nagy tudású kutató-fejlesztőmérnököket delegált és gyártóeszközöket is bocsátott a program rendelkezésére; végül az

3. Ionsugaras analitika munkacsoport (Keszthelyi Lajos vezetésével), akik az RBS-technikát honosították és újdonságértékű bórprofil méréstechnikát, valamint az oxigén kiemelten érzékeny meghatározását lehetővé tevő vizsgálati eljárást dolgoztak ki.

12

1. ábra. A Kurcsatov intézetből kapott implanter (Ionno-Luchevaya Ustanovka, ILU-4A) panoráma képe. Balról: kezelőpult, mögötte a forrásoldali nagyfeszültségű tápegység (40 kV), ionforrás mágnese (fehér oszlop), szeparáló mágnes (fehér hengerszelet), eltérítő, mérőegységek (a Dewar felett), mintatartó kamra, a tárgyoldali nagyfeszültségű egységgel (további 40 kV).

Amint írtam, a KFKI-ban megvolt a szaktudás az 1. és a 3. részleg megindítására. Az 1. részleg munkája a jelenlétemben zajlott. Bár Amerikán át érkeztem vidékiként a KFKI-ba, imponáló volt az a professzionalizmus, amellyel Pásztor Endre és csapata (benne kiváló mérnökökkel, mint Királyhidi László, Riedl Péter, stb.) előkészítette a helyiséget az ILU fogadására, ill. amilyen rövid idő alatt lett ionnyaláb és elkezdődhettek a kalibráló, homogenitást ellenőrző mérések (ez utóbbi bizonyult az ILU gyenge pontjának, emiatt át is alakítottuk a nyaláb-sepertető rendszert)…

A félvezető-részleget azonban „kívülről” hozottakkal kellett megszervezni. Az első kutató, akit ebbe a csoportba 1970. őszén felvettek, a fiatal Csepregi László villamosmérnök volt, akinek sorsáról később még írok. Őt követte december 15-én Gyulai József. A következő fiatal Keresztes Péter volt, aki Zanati Tibor (EIVRt) tanácsára az értékes diplomamunkáját már az ionimplantációról írta a BME-n. Röviddel ezután Zanati Tibor felajánlotta – rendkívül jó időzítéssel átlátva a téma ipari fontosságát is –, hogy néhány kiváló EIVRt-munkatársat (Gyimesi Jenő t, Mohácsy Tibor t, Schiller Róbertné t) delegálja a célprogramba, valamint nélkülözhető eszközöket (kemencéket, litográfiás, kiforrasztó eszközöket, anyagokat, stb.) is átad. Ekkoriban került a csoportba a kutatókkal máig kongeniális laboráns-technikus, Erős Magda is. Az Izzó azt tervezte ui., hogy a fejlesztési eredményeket gyorsan átültetheti a termelésbe is.

A következőként Révész Péter, Szovjetunióban végzett, rendkívül innovatív fizikus csatlakozott a csoporthoz. Doktorandusként Hegedűs András villamosmérnök következett, akinek témája az akkoriban alkalmazott, de vitatható hőkezelési stratégia, azaz a Thermal history

13

felülvizsgálata lett (l. később). Ekkoriban a HIKI is látta, hogy célszerű bekapcsolódnia az ionimplantációs munkába és Kótai Endre fizikus delegálásával ezt meg is tette, aki az ionimplantáció egyik perspektivikus lehetőségének 22 (a szilárd oldékonyság feletti metastabil adalékkoncentráció előállítása) részletes vizsgálatával ért el elismert eredményeket 23.

A KFKI finanszírozta néhány évvel egymás után, két – sok „gyermekbetegséggel” terhelt – tiszta félvezető-laboratórium megépítését is, ahol lassan létrejött egy laborszintű, ugyan egyenetlen, de teljes vertikumú félvezető gyártósor. Így már 1974-ben elkészültek az első varicap diódák (Gyimesi Jenő), amelyek az ionimplantáció alkalmazása révén olyan jó tulajdonságúak voltak (kapacitás-átfogásuk többszöröse volt a piacon kapható céleszközének), hogy a technológiát le kellett „butítani” a katalógus-ekvivalencia érdekében! Hasonlóan gyors és sikeres volt a molibdénkapus MOS-tranzisztor létrehozása is (Schiller Róbertné, Keresztes Péter), amelyeknek példányait egyes KFKI-gyártmányú elektronikus berendezésekbe be is építették. Mohácsi Tibor eszközfizikai kutatásai elvezettek a kiürítéses MOS-tranzisztor alapegyenleteihez – a munka prioritása hajszálon múlott: a cikkírást csak hetekkel előzte meg az IBM első vonatkozó közleménye! Ugyanő foglalkozott egy MOS RAM áramkör kifejlesztésével is, ill. jött rá és szabadalmaztatta (már az MFA-időkben) a MOS-tranzisztort, mint nyomásérzékelőt 24.

A Caltech-KFKI és a National Science Foundation

1974. év egyéb változást is hozott: a National Science Foundation javaslatot tett egy csereprogram indítására a Mayer- és a Gyulai-csoport között, amelynek keretében amerikai kutatók jöttek a célprogramhoz (a legismertebb, hosszabb időt nálunk töltött cserekutató-társszerző Charles A. Evans volt, a mai Evans & Associates szilíciumvölgyi analitikai cég későbbi megalapítója!), ill. a fiataljaink (Csepregi László, Mezey Gábor, Révész Péter) egymás után tölthettek egy-egy évet a Caltech-en, míg jómagam évente kéthónapos ösztöndíjban részesültem.

Már az induló év komoly szakmai sikert hozott. Akkoriban a világ az implantációs rácshibák hőkezelésének optimalizálására az ún. „izokron” hőkezelést alkalmazta. A Caltech-beli egyik vitán kétségbe vontam a stratégia helyességét, mondván, hogy a szelet termikus előélete fontos lehet. Mivel a vita részvevői a Boltzmann-faktor meredek változására hivatkozva hitetlenkedtek, elindítottam a KFKI-ban, Hegedűs András doktorandus munkájaként, egy kontrollkísérletet (ő a későbbi doktori értekezésében be is bizonyította az aggály jogosságát, de akkorra a Thermal history téma „rehabilitálódott” a Caltech-beli munkában is). Ekkor (1974. nyarán) történt, hogy a Caltech-en is észleltünk megmagyarázhatatlan kísérleti eredményeket. Az ott összegyűlt

14

nemzetközi csapat más oldalról is közelített a problémához. Felvetődött ui. egy diszkusszióban (H. Müller észrevétele), hogy a rácshibák hőkezelődésében az alapkristály orientációja is meghatározó lehet. Még azon éjjel, az általam elvégzett kísérletsorozat bebizonyította (2. ábra), hogy az (100)-orientációjú szilícium alaplemez alkalmazása valóban sokkal előnyösebb a rácshibák hőkezelődése szempontjából, mint az akkor elterjedt (111)-orientációjúé 25.

2. ábra. A különböző orientációjú Si-kristályokba implantált arzén okozta rácshibák eltérő rekombinációja a hőkezelésre. A visszarendeződés mértékét a kristálynak az RBS-csatornahatás vizsgálatokhoz használt He-ionokra való „átlátszósága”, azaz a csatornázott spektrum alacsonyabb futása jelzi

(H. Müller, W.K. Chu, J. Gyulai, J.W. Mayer, T.W. Sigmon, T.R. Cass: Crystal orientation dependence of residual disorder in As implanted Si, Appl. Phys. Lett. 26, 292 (1975)).

Visszatekintve, két tudományos-műszaki eredmény vezetett oda, hogy a világ kristálynövesztő-iparának váltania kellett az addig „tradicionális” és egyszerűbben növeszthető (111)-orientációjú kristályok gyártásáról az (100)-orientációjú alapanyag forgalmazására. A két, meghatározó kísérlet egyike az Intel-alapítók által, nem sokkal korábban felfedezett tény volt – amelyben kimutatták, hogy az (100)-orientációjú szilíciumon növesztett oxidoknak az elektromos minősége is jobb.

A másik lökést azonban az „orientáció-függés”-kísérletünk adta, hiszen az ionimplantáció térhódításához az inherens gondnak, a becsapódó ionok okozta rácshibák eltüntetésének ipari értékű megoldása nélkülözhetetlen volt. Ehhez nagyban hozzájárult a sikeres folytatás is: a Caltech-en az engem 1974. őszén „váltó” és később kulcsszereplővé előlépő, de sajnos tragikus sorsú Csepregi Lászlónak a kiemelkedő és szorgalmas munkája révén 26, aki a KFKI-s implantációs kutatások első hazai doktorandusaként lett az első NSF-ösztöndíjasunk.

Sajnos, a „pre-Moore” mikroelektronikát alapjaiban átalakítani képes témában, mint aminek akkor i az ionimplantációt láttuk és hittük, a

i 1970-ben, pl. még az Intel kutatóival is vitáztam, akik szerint az implantáció legfeljebb az elemek elszigetelésére lesz alkalmas; ez utólag megérthető, mert ennél a

15

szervezés, építkezés stádiumában lévő, meg a finanszírozók elvárásai szerint katalógus-ekvivalens eszközök gyors kifejlesztését célzó hazai tevékenység mellett az akkor „csak” kutatásnak látszó munka tempója lassúnak bizonyult. Így a Caltech-en végzett kísérleteink lettek azok, amelyek – ugyan elfogadottan közös munkaként – ismertté váltak. A nem-szabadalmaztatás történetét nemrég leírtuk 27: olyan eljárást – így Jim Mayer a javaslatomra válaszul: „amelynek bitorlása bizonyítására be kell menni egy japán gyárba, értelmetlen”. Lettek helyette cikkek, köztük citation classic sikerűek (a legsikeresebbek közül néhányat bemutatunk teljes terjedelemben)…

Az implantációs rácshibák kiküszöbölésének további, közös kutatása ui. – amelyet „szilárdfázisú epitaxiás növesztésnek” (Solid Phase Epitaxial Growth, SPEG) neveztünk el 28 – elvezetett a „preamorfizációs eljárásként” ismert, általunk „perfect doping”-nak is nevezett, mindmáig standard technikához. Az ionimplantáció generikus hibájának tűnt ui. akkoriban, hogy az alapanyag kristályos szerkezetéből következő, ún. csatornahatás, reprodukálhatatlanná teszi az ionok behatolási mélységét. A preamorfizációs eljárás lényege, hogy a tranzisztor szempontjából kritikus szilíciumréteget „önimplantációval”, azaz Si-ionokkal amorfizáljuk, majd ebbe a kristályosságát vesztett rétegbe lőjük be az adalékanyagot. A SPEG eredményeink alapján ui. tudtuk, hogy az (100)-orientációjú szeleten olyan alacsony hőmérsékleten is létrejön a kristály epitaxiális visszarendeződése, amelyen az adalék diffúziós terjedése jelentéktelen mértékű, sőt „több legyet ütve”, a lefékeződés helyén az adalék be is épül a kristályrácsba, amely a kívánt elektromos hatáshoz nélkülözhetetlen (3. ábra). A konzorciumnak sikerült bizonyítania, hogy az eggyel több implantációs lépés költsége bőségesen megtérül. (Ma egy Intel processzor gyártásában tipikusan huszonhárom implantációs adalékolási lépés van, csak a litográfiai, ill. tisztítási lépés szerepel több ízben.)

komplexitásnál még jól működött az Intel indító technológiája, amellyel egyetlen chipen létre tudtak hozni kétféle, pl. növekményes és kiürítéses tranzisztor-párokat! Az implantáció akkoriban még megoldatlan gondjai miatt nem hittek az eljárásban. Be kell vallanom, hogy a mi hitünkben – a jelentős „felfedezéseket”, köztük a miéinket megelőzően – volt naiv optimizmus…

16

3. ábra. A „Perfect doping” elvének első publikálása. A sematikus ábrarészben a sávozott rész az „ön-implantációval”, azaz Si ionok implantációjával amorfizált réteget jelzi, benne a második implantációval bejuttatott foszfor-profillal. A következő, 1) viszonylag alacsony hőmérsékletű hőkezelés során az alapkristály kristályos rendje helyreáll és 2) az adalék is rácspontokba ugrik, azaz aktívvá válik; mindez azonban anélkül zajlik le, hogy a kívánt profilt jelentős mértékben átalakító adalékdiffúzió jönne létre. A visszanövekedés mértékét ismét a kristálynak a He-ionokra mutatott „átlátszósága” segítségével mutatjuk be

(L. Csepregi, E.F. Kennedy, T.J. Gallagher, J.W. Mayer, and T.W. Sigmon, J. Appl. Phys. 48 (1977) 4234; a „Perfect doping” kifejezést először egy implantációs tankönyvben használtuk: J. Gyulai: Damage Annealing in Silicon and Electrical Activity, in Ion Implantation Science and Technology, Ed. J.F. Ziegler, Academic Press, New York, 1984, p. 139)

A konzorciumnak sikerült az eljárást egy további, fontos területen is alkalmaznia, amely főleg a katonai célú (sugárzásálló) áramkörök számára lett hasznos. A sugárzásállóság ui. alapvetően annak köszönhető, hogy a tranzisztor aktív rétege olyan vékony, hogy azon a sugárzás (részecskéi, kvantumai) gyakorlatilag energiaveszteség, azaz károsítás nélkül haladnak át. Az ilyen eszközszerkezetet ma „szilícium szigetelőn”-nek nevezik (Silicon-On-Insulator, SOI). Ennek egyik első, már az IC-technológia számára is reményteljes változatának látszott a hetvenes években a Silicon-On-Sapphire (SOS), ahol a zafír egykristályra epitaxiálisan növesztett vékony szilíciumrétegben alakították ki az elemeket. Az így növesztett szilícium azonban – az illesztetlenség (ún. „lattice mismatch”) miatt – olyannyira feszültséges, hogy a sugárzásállóságért egy gyenge minőségű (emiatt lassú) áramkörrel kellett fizetni. A preamorfizációs eljárásnak, erre az anyagrendszerre módosított változata 29 révén azonban egy teljes nagyságrendnyi visszáram-csökkenést lehetett elérni! Érdekesség és szerencse, hogy az ilyen áramkörnek az ipari sikeréhez a Moore-törvény segítsége kellett: a hivatkozott cikk idején ui. még 4-500 keV-os Si-ionenergiát kellett alkalmaznunk, hogy az akkori 3-400 nm vastag szilícium „alján” hozzuk létre az „eltemetett” amorf réteget. A Moore törvény miatt azonban a szükséges Si-rétegvastagság pár év alatt

17

100 nm-re, sőt, az alá csökkent, amelyet már a gyárakban használatos, 100-200 kV-s implanterekkel is át lehetett lőni! Ennek lett köszönhető, hogy a sugárzásálló IC-k gyártásában ez az eljárás volt az amerikai „standard” még a nyolcvanas évek közepén is (pl. a Hughes Aircraft gyártásában).

A Mayer-Gyulai csoport direkt NSF-finanszírozásának le kellett állnia az afganisztáni beavatkozáskor, 1978-ban, annak ellenére, hogy több USA tisztviselő szerint ez volt akkoriban a legsikeresebb közös program. Ez azonban nem jelentette a kapcsolatok megszakadását, sőt valójában a gyengülését sem. Született 1980-ban az NSF részére egy „Final Technical Report”, amelyről olyan hírek járták, hogy ez volt az NSF egyik legsikeresebb projektje 30 Linkek\NSFFinalRept.pdf.

A hazai félvezető áramköri program csúcspontja, az „LSI Kft.”

Ezen a ponton kell részletesebben említést tenni a KFKI szerepvállalásáról a – fentebb „LSI Kft.”-nek nevezett, OMFB finanszírozásával létrehozott – konzorciumban, amely 1975-80 közötti időszakban dolgozott, és amelynek célja az I8080 Intel-típussal ekvivalens mikroprocesszor kifejlesztése volt, valamint a „készség” bizonyítása ezer darab működő példány bemutatásával. A kísérleti gyártást a HIKI Fóti úti telephelyén kialakítandó, minősített tiszta laboratóriumban kellett megvalósítani. A konzorcium főfelelőse a HIKI Félvezető Főosztálya (Ugray L.), részvevői a KFKI-nak az Ionimplantációs Célprogramja (Gyulai J., majd 1978-tól Bánki Ferenc), ill. a program lezárása miatt az MKI, valamint kisebb erőkkel a Mérés- és Számítástechnikai Intézetének (MSzKI) Maszklaborja (Binder Gy.), a TKI Áramkörtervező Főosztálya (Csurgay Á.), a BME Elektronikus Eszközök Tanszéke (Tarnay Kálmán) volt.

A céláramkör feldolgozását a HIKI (Simon Zoltán) és az MKI (Keresztes Péter, Pacher Donát) végezte, párhuzamosan, de eltérő stratégiával. Ennek a párhuzamosságnak a haszna bebizonyosodott.

A gyártósor felépítése, felszerelése, üzembe állítása 1979. elejéig tartott, ez alatt részletes áramköri, szimulációs és technológiai ismeretekre tettek szert a részvevők. A végső időszak alatt el is készültek az áramkörök és ezzel megkoronázták a hazai félvezető-kutatás, -fejlesztés „aranykorának” nevezhető időszakot. A sikert követő, hibásnak látott és annak is bizonyult döntés, amely a megalakuló Mikroelektronikai Vállalat (MEV) termék-célját nem az elért műszaki tudásra, hanem az EIVRt egyedi eszközgyártására alapozta, eljátszotta hazánk mikroelektronikai esélyeit, amelyet a MEV tűzesete (1986. május 28.) meg is pecsételt. Az MKI-ban kialakult tudás azonban kereste és végül, sok hányattatás után megtalálta lehetséges céljait a szenzorikában – és a helyét a mai MFA-ban.

18

A KFKI MKI áramköri eredményei

A bevezető felsorolásban a félvezető eszköz-előállítást említettük következő sikerként. Két eszköz képének bemutatásával kívánjuk ezt illusztrálni. Az első a 256-bites p-csatornás RAM (4. ábra), amelyet „ujjgyakorlatként”, mind az áramköri tervezés, mind annak érdekében végeztünk, hogy a technológiai sor folyamatos üzeme a kihozatal fenntartásának biztosítéka. A munka szellemi vezére Mohácsy Tibor volt.

4. ábra. 256-bites p-csatornás RAM áramkör, MKI

A másik eszköz, amely orvosokkal való együttműködésből indult ki a nyolcvanas években és a mikromegmunkálás felé orientálta a kutatásokat, az az első biokompatibilis elektróda volt (5. ábra), amely kb. egy hétig maradhatott, mellékhatások nélkül a kísérleti állatok agyába ültetve (Bodócs L.).

5. ábra. Biokompatibilis mikroelektróda agyáramok vizsgálatára (állatkísérletekben)

Újpest és Csillebérc – a korábbi kapcsolatok

Gyulai József saját személyében sokat köszönhetett az MFKI-s kollégáinak – már a szegedi életében. Később, a félvezető-tematikai „területkartell” KFKI-s áthágása megnehezítette számára a helyzetet – pláne, hogy kicsin múlott, hogy nem „KFKI-ba delegált MFKI-munkatársként”, hanem KFKI-sként indította meg itthon a félvezetős implantációs kutatásokat. Érthető, hogy folyamatosan igyekezett a helyzet élét tompítani.

Ennek megfelelően már az 1974-es esztendőben delegált az MFKI vendégkutatót az Implantációs Célprogramhoz, Hermann László

19

személyében, aki az implantált rétegek elektromos minősítésébe kapcsolódott be, segített a méréstechnika helyi felépítésében is.

A munkából egy, sajnos „túlságosan is korai”, azaz akkor elsikkadt publikáció született, amelyet ma a kombinatorikus anyagtudomány egyik első megvalósulásának nevezhetünk. A cél az implantált és hőkezelt pn-átmenetek mélységének "electroless" réz-dekorálással való megjelenítése, megmérése volt. Ehhez az iparban általában a ferde csiszolatkészítés módszerét használják. A közös munkában nem ezt, hanem akkoriban az implantált profilok mérésére széles körben alkalmazott „anódos oxidációt használtuk kontrollált rétegeltávolításra. Ennek egy olyan változatát ismertük fel és valósítottuk meg 1974-ben, amelynél a szilíciumcsíkot egyenletes sebességgel merítettük be az anodizáló oldatba. Ekkor, a mozgatás révén az oxidréteg ékalakban vastagodva nő 31. Ezt az ékalakú oxidot eltávolítva, mindmáig rekordot jelentő kicsiny ’menedékességű’ „ferdecsiszolat” keletkezhet (centimétereken akár mindössze néhány tíz nm mélyülés!). Az eljárást nemrégiben élesztettükk fel az EU 7. Keretprogram egyik munkájában – a mai pn-átmeneti mélységekhez kiválóan illeszkedő módszerként.

A későbbiekben sok közös cikk született a két intézet munkatársainak együttes munkája eredményeként – néhány példát kiragadunk. Az 6. ábra egy kiemelkedő mikroszkópos teljesítményt mutat be. Nagyteljesítményű diódák előállítását célozták akkoriban a p- és n-típusú szeletek direkt szeletkötéssel való „összeragasztására” végzett kísérleteink. Ez az egyik esetben a két szelet a hőkezeléskor kis mértékben (1,5o) elfordult. Pécz Bélának sikerült a mintegy fél mm vastag dióda-szerkezet közepén a félreorientálódás miatt periodikusan fellépő diszlokációkat megtalálnia!

6. ábra. Nagyfelületű pn-átmenet n-, ill. p-típusú szeletek direkt kötésével való előállítása.

(Az illesztés 1,5o-os, nem-szándékos rotációs hibája miatt, ahogy az várható is, minden 40. atomnál diszlokáció keletkezett; Pécz B, Gyulai J, Wiget R., and Burte EP: Silicon direct wafer bonding, a TEM study, Proc. EUREM-11, Dublin 1996, VOl. II, pp- 638-639)

A Silicon-On-Insulator (SOI), amely a már említett SOS-nak a nyolcvanas években kutatott több variánsát jelentette – esetünkben a lézeres laterális epitaxiáról volt szó – szintén jelentős kooperációvá nőtte ki magát 32.

Hasonlóan, az MFKI III-V félvezető eszközkutatásai jól tudták hasznosítani a KFKI-ban kifejlesztett analitikai eljárásokat. Több közös publikáció

20

született a GaAs-eszközök kontaktusainak kialakítására is (Jároli E.) 33. A vékony oxidrétegeknek ún. rezonancia-RBS-szel való kimutatására kidolgozott módszerünk (Mezey G.), valamint a gyorsan fejlődő ellipszometriai KFKI-s készség és tudás (Lohner T. és Fried M.) is hamar megtalálta az MFKI kutatóit, mint együttműködő partnereket a III-V-típusú félvezetős programjaik támogatásában 34.

Az „Eötvös” Űrtechnológiai Program

A két intézet hivatalosan is intenzív együttműködését azonban ez a program jelentette.

Anekdotaszerűen: amikor az Interkozmosz javaslatokat kért a szovjet-magyar űrrepülés kapcsán végrehajtandó magyar kísérletekre, az éppen akkor volt, amikor egy amerikai gimnazista diák a pók hálóépítési képességének a súlytalanság közepette való vizsgálatát javasolta. Az Implantációs programban ezt tekintettük zsenialitási normának – nem is javasoltunk űrkísérletet.

1979. őszén azonban az Interkozmosz szervezet kifogásolta, hogy hazánk nem tett javaslatot az űrkemencében végezhető technológiai kísérletre. Szabó Ferenc KFKI főigazgató kiküldött Moszkvába ennek a korrigálására. Éppen Fuchs Erik professzort találtam ott, a BEALUCA programjavaslattal. Mikor a „SZPLAV” űrkemence műszaki paraméterei kiderültek, látszott, hogy az Implantációs Célprogram szilíciumos témáihoz illeszkedő kísérletet azzal aligha lehet végezni a hőmérsékleti korlátok miatt. Az alacsonyabb olvadáspontú III-V-vegyületek, azaz az MFKI súlyponti anyagai azonban lehetőséget kínáltak. Akkoriban telefonbeszélgetésre még nem lehetett gondolni, ezért megkíséreltem három kísérletet rögtönözve megfogalmazni, amelyben tehát kardinálisan az MFKI kutatóira, az ő ’igen’-jükre számított. Elneveztem a programot, az ötvözésre is utalva, Eötvös Programnak.

A három kísérlet:

• Flux-szal való folyadékfázisú epitaxiás (LPE) GaAs-növesztés ’félszigetelő’ GaAs-re,

• GaSb magnélküli kristályosítása (e két kísérlet akkor új volt) • Kontrollképpen megismételni a NASA InSb növesztési űrkísérletét.

Nagy örömömre, itthon Lendvay Ödön és munkatársai a javaslat mellé álltak, és gyors tempóban elindultak az előkészítő munkák, amelyekben a kristályok előkészítését az MFKI, az űrkapszulázás, biztonságtechnika, kapcsolattartás a KFKI feladata lett. Az MFKI részéről Gyúró Imre lett a témafelelős (7. ábra)…

21

7. ábra. A kapszula-nyitás az Eötvös-kísérletben:

• az acélkapszula, • kissé kihúzott kvarc-

ampulla, • fedél és GaSb ampulla, • GaAs ampulla

A repüléskor is ő volt a megfigyelő és ő vette át fokozatosan tőlem a kiértékelést, stb. jelentő vizsgálati program koordinálását. A kemence hőmérsékletének kontrollja ügyében Fuchs Erik és én sokat vitáztunk a szovjetekkel, mert nem adtak lehetőséget olyan földi kísérletekre, amellyel a kontrol-panelen beállított és a kapszulában létrejövő hőmérséklet kapcsolatára egyáltalán következtetni lehetett volna. Ez okozta, hogy a GaAs-kísérletnél „elszaladt” a hőmérséklet. A két másik növesztés azonban sikeres lett, amint fentebb írtuk, több cikket eredményezett az elkövetkező években – bár végig abban a tudatban kellett dolgoznunk, hogy folytatásra aligha lesz lehetőség.

Ebben, szerencsére, tévedtünk: a két program közös konklúziója ui. az volt, hogy a szovjet űrhajók klímái 10-3 g körüli rezgést okozva, zavarják a kristályosodást. Fuchs Erik ötlete volt, hogy mechanikai mozgás nélküli kemencét kellene építeni, a zónák hőmérsékletét komputeres vezérléssel kell megoldani (ez 1982-ben már reális lehetőségnek látszott) és egy külső platformra kitenni. Innen indult el a máig sikeres hazai űrkemence-program (Miskolci Egyetem).

A buborékmemória

Itt az a pont, amikor az időrendben néhány évet vissza kell lépni.

Pál Lénárd a hetvenes évek közepén – a létrejött kapcsolat révén –meglátogatta Mayer professzort a Caltech-en. A mágneses kutatásokban személyében is élénken érdekelt kutatóként, ill. jó szervezőként kapcsolatot talált F. B. Humphrey ugyancsak Caltech professzorral, aki az akkor nagyon perspektivikusnak látszó buborékmemória kutatások egyik meghatározó személyisége volt. Érthető, hogy Pál Lénárdot rövidesen követhette Zimmer György, aki nagy hozzáértéssel kapcsolódott be egyrészt az ottani kutatásokba, másrészt létrehívták itthon a Buborékmemória kutatások célprogramot Krén Emil adminisztratív és

22

Zimmer György szakmai vezetésével. Sok tehetséges, ill. fiatal (Gál L., Kádár Gy., Eördögh I., Pintér I., Paitz J., Pardavi Ferencné,…) kutatót, valamint ipari tapasztalattal rendelkezőket (Andrási Andorné, Vázsonyi Éva, Vértesy Gábor,…) is sikerült mozgósítani. Az OMFB is jelentős – az ionimplantáció összfinanszírozásához hasonló – összegeket bocsátott a program rendelkezésére. Ez a program vált a KFKI egyik súlyponti feladatává – prioritásban a félvezető-kutatások elé lépve. Az NSF-fel e témában is kialakult az implantációhoz hasonló együttműködés, amelynek fogaskerekei közé kerültek ugyan „homokszemek”, de a sikeressége a mágneses témát is tartósan beépítette a tudományos közéletbe.

Mellékelek egy magyar nyelvű összefoglaló cikksorozatot, amely kiválóan mutatja meg a vállalt feladat szakmai szépségét 35 Linkek\(13)Buborek-cikk.pdf.

A munkacsoportok: Kristálynövesztés és epitaxia, felületmegmunkálás (Paitz J., Keszei B., Pardavi Ferencné, Vértesy G., aki a MOM-ból érkezett, Kisdi Dávidné,…) , Szelettechnológia, Mérés (Kádár György, Pintér István), Áramkörtervezés (Eördögh Imre), Minősítés… Ebbe a programba is kerültek nagy tudású EIVRt-s szakemberek: Andrási Andorné és Vázsonyi Éva. Vázsonyi Éva mindmáig a fotolitográfia nemzetközileg is elismert szakembere, és a nálunk meglévő lehetőségeket tekintve, varázslója – egy további, kiváló technikussal, Pájer Károlynéval.

Az erőkoncentráció meghozta az eredményét: elkészült a 256 kbit-es működő memória. Sajnos, akkorra, amikor a világban kiderült, hogy a mágneses-elvű memóriáknak ez a megvalósítása megkerülhetetlen fogyatékosságokkal bír (elsősorban a hőmérséklettűrése nem volt megoldható). Így, noha nagy gyárak is megjelentek a termékkel, a piaci érdeklődés gyorsan lecsengett.

Volt azonban sok, kiemelkedő maradéka a programnak – amelyek a „hozományunkként” fontosak az MFA-ban:

• A mágneses jelenségek kutatása ma is nemzetközi színvonalú, de a mai MFA alkalmazott kutatásai számára

• a legfontosabbnak azt a tudást ítélem, amely akkor elvezetett a szubmikronos fotólitográfiához, ill. azok az eredmények, amelyek az afelé vezető úthoz tartoznak, amelyek között több, nemzetközileg is elismert „trükk” van – széleskörű alkalmazásra talán azért nem kerültek, mert hajtóerejük a hazai felszereltség színvonala volt. Ezzel azt is mondjuk, hogy a feladat azért volt nehéz, mert nem lehetett erre a célra igazán alkalmas eszközöket beszerezni. Igaz, a buborékmemória szubmikronos fotólitográfiája talán egyszerűbb, mint a félvezető áramköröké: itt mindössze egy szubmikronos vonal-antennát kell elkészíteni, nincs több, szigorúan illesztett réteg. Ez a tudás van mindmáig hatással az MFA technológiájára – kiváló technikai személyzet tudásán is keresztül.

23

• A másik nagyszerű eredményt az egykristálynövesztés területén értük el (Paitz J., Vértesy G., Süveges A., Keszei B., Juhász Z.). Ennek a munkának két fázisát kell említeni.

o Az egyik a magas hőmérsékletű oxidkristálynövesztés, a szeletelést, megmunkálást is beleértve.

o A fejlesztés során Czochralski módszeren alapuló egykristálynövesztő berendezéseket építettünk, és

o kidolgoztuk a számítógépes vezérlést, amely az általunk fejlesztett szabályozó algoritmuson alapul.

o A munka eredményeképpen sikerült – nemzetközi összehasonlításban is kiemelkedő minőségű - nagyméretű (50 mm átmérőjű), átmérő ingadozás nélküli, diszlokáció-, ponthiba- és feszültségmentes kristálytömböket előállítani. Az 8. ábrán egy ilyen, gadolinium-gallium-gránát (Gd3Ga5O12) összetételű kristálytömb látható.

8. ábra. Az MKI-ban olvadékból növesztett, kiváló minőségű, 50 mm átmérőjű, gadolinium-gallium-gránát (GGG) kristálytömb (Gd3Ga5O12 összetétellel)

• A munka másik fázisát az előbb említett kristálytömbből kivágott és megfelelően polírozott hordozó szeletre történő, folyadékfázisú epitaxiális módszert használó rétegnövesztő berendezések fejlesztése jelentette. Ezzel a módszerrel a felhasználói igényeknek megfelelő, igen széles skálán mozgó mágneses tulajdonságú, nagyon jó minőségű (ponthiba és karcmentes) rétegek növeszthetők. Egy buborékmemória célra készült (5 µm vastagságú) mágneses réteg tipikus, nulla mágneses térben felvett doménszerkezetét mutatja a 9. ábra.

9. ábra. (Y,Sm)3(Ca,Ge)5O12) összetételű, epitaxiálisan növesztett mágneses gránátréteg doménszerkezete. A felvétel polarizációs mikroszkópban készült, a domének szélessége 5 µm.

Ennek a széleskörű tudásnak, amelynek gyakorlása nagyon költséges, a fenntartása, megőrzése, sajnos, nem sikerült: néhány éve be kellett zárnunk a laborokat – a csiszolás-polírozást kivéve.

24

Komoly metamorfózison ment át a buborékcsip tervezés know-how-ja, de mint SW-fejlesztés, ma is az MFA élvonalbeli témái közé tartozik.

Az implantációs kutatások csoport fejlődése

Bár a kezdőcsapat többsége a mai KFKI-RMKI-hoz tartozik, a kép teljessége érdekében erre is kitekintünk. Az 1. munkacsoport tagjainak a hetvenes években két fő feladata volt: az ILU implanter üzemeltetése, fejlesztése (pl. az implantok homogenitásának javítása), majd a SAFI tervezése és kivitelez(tet)ése és üzemeltetése, majd további példányok legyártatása. Pásztor E. vezetése mellett kiváló mérnökök (Királyhidi L., Riedl P.) és elsőrangú technikusok (Czaffer A., Meskó A.) dolgoztak. A KFKI központi műhelyei kompetensen gyártották le a berendezéseket (10. ábra).

10. ábra. „Saját Fejlesztésű Implanter”, SAFI, a 150 kV-os, közepes dózisú, 100 mm-es szeletek precíz homogenitású, automatikus megmunkálására alkalmas berendezés (Pásztor E. és munkatársai). A nagyfeszültségű és forrás- egységen végez beállítást Meskó A. technikus. A kezelőpult az előtérben látszik, a kazettás (automata diavetítőhöz hasonló konstruk-ciójú) szeletkezelő a baloldali falon kívüli tiszta térbe esik.

A harmadik, az ionsugaras analitikai munkacsoportot kezdetben Keszthelyi Lajos vezette, és az akkor doktorandus Mezey Gábor révén lett stabil része a programnak. A hetvenes évek közepén csatlakozott a csoporthoz a frissen doktorált Lohner Tivadar, majd a nyolcvanas években, doktorandusként, Fried Miklós. Kótai Endre és a különleges személyiségű Manuaba Ashrama lett és maradt tartósan része ennek a csoportnak, miután Keszthelyi L., valamint az indító csapatból többen (Demeter I., Szőkefalvi-Nagy Z., Varga L.) átment az alakuló biofizikai csoportba. A gyorsító üzemeltetők, Kostka Pál vezetésével (Klopfer E., Bürger G. és mások) sok minőségükben (pl. a későbbi nagyfeszültségű implanter, a NIK, tervezése, építése és üzemeltetése révén) kapcsolatban maradtak velünk, sőt Lohner Tivadar. és Fried M. az ATKI-ba került át, amikor Gyulai Józsefet Bánki Ferenc váltotta fel az LSI Kft. célprogram vezetésében, majd azt az akkori igazgató, Krén Emil fel is oszlatta a célprogramot és visszaállította a hagyományos osztályszerkezetet. Ekkor

25

mindenki választhatott intézeti hovatartozást. A „célprogram” azonban látensen megmaradt – mind a mai napig. Előbb Pászti Ferenc, majd a nyolcvanas évek végén doktoranduszként Szilágyi Edit csatlakozása az RMKI ionsugaras analitikai csoportjához visszahozta a sikeres éveket. Az RBS-nek pórusos anyagokra való alkalmassá tétele, sok apparatív tökéletesítés fűződik a nevükhöz, a dózismérés, a többszörös szóródás figyelembe vétele, a pórusos anyagok ionsugaras analízise, stb. 36 Ez a tudás és készség nemzetközi haszonná is vált: szakmai kapcsolataink révén Pászti Ferencet hívták több labor induló felépítésére, Portugáliától Japánig 37. A szakmai iskolák kapcsolatai mindmáig élnek.

Két témáról azonban külön is be kell itt számolnunk. Az 1970-es évek végén a számítástechnika fejlődése már lehetővé tette, hogy az RBS módszerhez, a „kézi” kiértékelést pontosító, helyettesítő, ún. szimulációs programot fejlesszen a „világ”. A Mayer csoportban Michael Thompson kezdett hozzá és Larry Doolittle PhD értekezésében (1986) számolt be a RUMP nevű program elkészültéről 38. A KFKI-csoportban Kótai Endre kezdett a témával foglalkozni és az első szimulációs programja – az akkor egyedül elérhető „gépen” – a Sinclair kézi komputeren nagyszerűen futott. Emlékszem Larry Doolittle csodálkozására, hogy mennyi opciót épített be Endre abba a játékszer-jellegű gépbe. Kótai Endre programja, az RBX karrierje egy IBA konferencián megtartott meghívott előadással indult el 39 és azóta sok laboratórium ezt alkalmazza.

Az MKI Fizikai Osztálya

Az Ionimplantációs Célprogram feloszlatása, ill. az LSI Kft. munkájának lezárása idején nagy átalakulások voltak: 1980. volt a Mikroelektronikai Vállalat (MEV) megalakulásának éve, amikor az MKI munkatársai közül többen (Keresztes Péter is) „átigazoltak” az iparhoz. A KFKI-ban – a két, egymást váltó igazgató, Krén Emil és Zimmer György, egyrészt a buborékmemória eredményeinek elismertetése, a program fokozatos lezárásán dolgoztak és a megszerzett tudást, pl. technológiai berendezések, elektronika tervezése, valamint ASIC-áramkörök (berendezés-orientáltnak neveztük akkoriban) tervezésére igyekeztek átállítani. Strausz Tamás igazgatóhelyettes maradt inkább a félvezető áramkörök iránt elkötelezett, és az ő állhatatosságának, kapcsolati tőkéjének, talán a MEV tűzesetének is volt köszönhető, hogy a kormány megszavazta egy – végre korszerű – tiszta laboratóriumnak az MKI számára való felépítését. Ez a rendszerváltás idejére, ill. majd a KFKI megszűnése és az ATKI létrejöttének idejére lett – üresen ugyan, de – kulcsrakész.

A Fizikai Osztályba szervezte át a két igazgató az alapkutatási célú, az 1988-táján kijelölt „fővonaltól” eltérő kutatásokat.

26

A készüléképítők – már az ATKI éveiben – a Kraft Kft. spin-off céget alapították meg az eladható termékek (vákuum elemektől a napelem-gyártóberendezésekig) piacra vitelére.

Néhány további személyes emlék

Az ellipszometria indulása

A kiemelt eredmények között említettük az optikai vizsgálatokat. E téren az ellipszometria intézeti honosítása, majd továbbfejlesztése jelentette a fő kutatási irányt (Lohner T., Fried M.). Lohner Tivadar kezdte el azokat a kutatásokat, amelyek elvezettek a módszernek az ionimplantált rétegek minősítésében való alkalmazásához (dózis-, eloszlásmérés).

Az ellipszometria hazai megjelenése rendkívül korán, jó időben indult és a jelen beszámolóra annyiban releváns, hogy az első „elméleti” tevékenység Gergely György nevéhez fűződik, aki ma az MFA doyen-ja és aktív. Kísérletileg Ádám János (EIVRt, Bródy Labor) nevéhez fűződik a munka megindítása.

A KFKI-s kezdetek nagyon a regényes múltba nyúlnak vissza. Kapott az intézet egy szovjet gyártmányú, lézeres kézi ellipszométert, amelyet – nem kis fáradsággal – Gyimesi Jenő helyezett üzembe az oxid- és nitridrétegek minősítésére. Ezt követően Lohner Tivadar ambíciózusan egy implantáció-közeli téma kutatására kezdte alkalmazni – ami úttörő munkának bizonyult.

Ekkoriban jelentek meg ui. a Bell Laboratóriumból (Aspnes) az első cikkek félvezető vékonyrétegek ellipszometriás analíziséről. Lohner Tivadar arra gondolva, hogy az ionimplantált rétegeken közismerten láthatók optikai elváltozások, elindította ezek ellipszometriás vizsgálatát.

Az őszinteséghez hozzátartozik, hogy én a kezdetekkor nem voltam lelkes a témáért. Ezek voltak ui. azok az évek, amikor megjelent a piacon a „Thermaprobe” módszeri és az ipar kezdte vásárolni a piacra dobott készüléket, mert – mint mondták – „mérni” lehetett vele az implantált adalék dózisát. Én nagyon kétkedően fogadtam a módszert, hogy a lézeres besugárzás okozta, a hőtágulásra visszavezethető domborodás lelohadása „kvantitatív” dózismérés volna?. Hasonló volt a véleményem az ellipszometriáról is – nem láttam, hogy miként lehet „első elvekre visszavezethető, anyagtudományos” szerkezetvizsgálattá fejleszteni. Nem gondoltam arra, hogy az optikai módszereknek a valódi technológiai

i Az eljárás lézerpulzus hatására létrejövő hőtágulásból (kidudorodásból), tapasztalati skálával „méri” az implantált atomok dózisát, hamar elterjedt, noha a lejátszódó fizikai folyamatok pontos magyarázatára senki sem vállalkozott.

27

higiénéje és az igazi roncsolás-mentessége olyan előny, amely – egzakt, atomisztikus értelmezés híján is – jól alkalmazhatóvá teszi azokat. Lohner Tivadar azonban állhatatos maradt és szorgalmasan végezte a fenomenológiai kísérleteit. Rájött, hogy az ionimplantáció során a maradékgáz szénhidrogén molekuláiból a felületre polimerizálódó szénhidrogén réteg hagyományos kémiai eljárásokkal nem marható le, de plazmás tisztítással eltávolítható. Első doktoranduszával, Fried Miklóssal elkezdte az implantált ionok, dózisaik, energiák, azaz az implantációs paraméterek és az ellipszometriás paraméterek korrelációjának részletes tanulmányozását 40.

A nemzetközi sikerhez az kellett tehát, hogy az ellipszometria mint módszer átütő ipari sikert érjen el. Ipari méretekben bebizonyosodott, hogy ez az egyetlen rétegminősítő eljárás, amelyet úgy lehetett az integrált áramkörök gyártásközi ellenőrzésébe beiktatni, hogy az az „éles” szeleteken is elvégezhető! Tehát sem nem okoz a funkcionalitást rontó hibákat, sem nem szennyezi el a szeleteket, azaz valóban roncsolás-mentes az eljárás. Jelenleg ez az ATKI egyik kiemelkedő tudományos iskolája, amely berendezés-fejlesztés terén is újat tudott adni – újabbkori története részletesen szerepel ebben a kiadványban. Emellett, ez a szakmai iskola a fő letéteményese ma az ionsugaras analitikai tudásnak és az ionimplantációs ismereteknek is – bár ebben komplementer módon találkozott egy MFKI, ma MFA-iskolával, az Auger-hatáson alapuló felületfizikai kutatásaival, ahol az ion-porlasztásos rétegeltávolítás kvantitatív megismerése alapvetően fontos.

Az implantációs kutatások – ma

Az ionimplantációs kutatások ilyetén irányváltása szükségszerűen következett be: az ATKI technológiai felszereltsége ui. nem fejlődhetett együtt a világgal, mivel a fő vonal, azaz a processzorok és memóriák Moore-törvény szerinti fejlődése rendkívül költségessé vált. Ennek következtében csak külföldön (elsősorban az erlangeni Fraunhofer-Insititut für Integrierte Schaltungen B-ben, ahol jómagam rendszeres vendégprofesszor, ill. –kutató voltam, majd további ATKI-s munkatársak is bekapcsolódtak, pl. Bársony I., de elsősorban Petrik P.) lehetett csak a „fővonalba” bekapcsolódni, az itthoni munka ismét csak a résstratégia lehetett. A gond olyan mértékű volt, hogy itthon maradt 3-4” a megmunkálható szeletátmérő. Ezzel még kontrollkísérletekre sem vállalkozhattunk: a külföldön – így Erlangenben is – már 6-8” átmérőjű szeleteknek a feldarabolása is szennyez, de legalábbis összehasonlíthatatlanná teszi az eredményeket! Az ionimplantáció elvi részeiben ugyan a felszínen maradtunk, pl. előadóként ionimplantációs tréning-iskolákban 17, de az elvi kutatásokban a „fővonalbeli”, azaz szilícium integrált áramköri, a Roadmap szerinti igényelt témákról le

i A négyévenként kiadott, kétévenként frissített tanulmány, az International Technology Roadmap of Semiconductors, http://www.itrs.net , foglalja össze és kategorizálja a Moore-törvény folytatódásához

28

kellett mondanunk. Az ellipszometria metodikai kutatása és eszközfejlesztése (Lohner T., Fried M., Petrik P.) megmentő kivételnek bizonyult, segítségével és, pl. az FhG-IIS ernyője alatt, közvetetten mégis a fővonal közelében maradhattunk.

Az implantáció MFA-jövőjében sokat várunk a porlasztás tanulmányozásával való szinergizmustól.

A vékonyréteg- és felületkutatások az MKI-ATKI-ban is fontos tematikaként jelentkeztek. A kezdetek visszanyúltak a buborékmemória programhoz, ahol az elektródák porlasztott vékonyréteg-ötvözetek voltak. Sikerült olajmentes párologtató berendezéseket beszerezni (olajmentes, UHV párologtató, többszörös elektronágyúkkal, magnetronos porlasztóval, stb.), amelyekkel a kor csúcsszínvonalán tudtunk rétegeket előállítani (Pető G.). Később ez a tevékenység a felületfizikai kutatások megindítását is jelentette, ahol több elvi eredményt is elértünk. Pl. az amorfizált Ge, ill. Si sp2 koordinációjának felismerését.

A lézeres hőkezelés eufóriája

Ildusz Khaibullint a Kurcsatov Intézetből ismertem. Az 1974-es találkozásunk – tudománytörténetinek is mondható módon – emlékezetes maradt. Megtudtam tőle, hogy rájött arra, hogy az implantáció okozta hibákat lézeres besugárzással rendkívül előnyösen lehet hőkezelni. A lézer hullámhossza választható ui. úgy, hogy a fény a tömbi szilíciumban ne abszorbeálódjék, azaz azt ne melegítse. A rácshibák révén a tiltott sávban létrejövő centrumok azonban abszorbeálják a sugárzást. Azaz a lézer lehetőséget nyújt valódi ’lokális’ hőkezelésre, pásztázással x-y-irányban is. Khaibullinnak volt szovjet szabadalma („Avtorskie svidetelstvo”). Megegyeztünk, hogy Ildusz meghívott előadó lesz az 1975-ös, Budapesten rendezendő, a szocialista országok implantációs konferenciájának, amely „nemzetközi kilépésnek” tekinthető 41 és ezzel – a szovjet rendszer működése rendje szerint – „felszabadul” a téma és további lépések tehetők a nemzetközi porondon. A konferencia nagyon sikeres volt, mert kiderült az is, hogy a novoszibirszki intézet is előrehaladt a téma vizsgálatában.

Ezek után a szovjet kutatók örömmel fogadták, hogy elvigyem az eredmények hírét az USA-ba, ahol azonnal megindult egy amerikai-szovjet szimpózium szervezése, amely 1977. júliusában létre is jött i: USA--USSR Seminar on ion implantation, Albany, New York, July, 1977. A siker olyan nagy volt, hogy a Bell Laboratóriumban heteken belül több, mint húsz kutató ’ugrott rá’ a témára és hamarosan már ők dominálták a téma kutatását.

megoldandó kérdéseket. Az akadémiai szférát a „red brick wall”, vagy „no known solution”-ként megnevezett témák hívják segítségül. i Jómagam csak az USA delegációjának tagjaként vehetett részt a szimpóziumon!…

29

Bár az integrált áramkörök lokális lézeres hőkezelése máig sem vált ipari gyakorlattá – főleg az elkerülhetetlennek bizonyult pásztázásnak a szelet-átbocsátóképességet csökkentő tulajdonsága miatt – a szakma nagyon sokat profitált a gyors termikus hatások megértése, stb. révén. Saját munkával és jelentős KFKI-s eredményekkel is bekapcsolódtunk (Révész P.) 42, valamint az 1978-ban, Budapesten sorra kerülő új konferencia-sorozat, a 1st international Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM-1) is teljes szekciót szentelt a témának.

A Cornell-kapcsolat (1980-86)

J.W. Mayer 1980-ban elhagyta a Caltech-et és a Cornell Egyetem Anyagmérnöki Karán nyert professzori állást, ahol egy új ionsugaras analitikai bázis felépítésére kapott finanszírozást. A laborépítés első éveiben Chris Palmström és én dolgoztunk ott, építettük a labort. Később lett rendszeres és véglegesen ott dolgozó kutató Révész Péter. Sikerült Krafcsik István (ma KRAFT Kft.) számára is egy jelentős időtartamú ott-tartózkodást biztosítani. A fő témák akkoriban a szilicidek és más, fontos vékonyrétegek kutatása volt. De egy, a Cornellen kifejlesztett unikális eszközzel, amellyel – az impulzus-lézeres besugárzással rokon, de sok tekintetben előnyösebbnek látszóan – ionimpulzusokat (Pulsed Ion Beam Annealing, PIBA) lehetett előállítani, a technológiai siker reményében is hosszabb ideig dolgoztak.

Implantáció ionimpulzusokkal – ott és itthon (1982-89)

A protonágyú kifejlesztésének polgári melléktermékeként építettek meg a Cornell-en egy, a szilárdtestfizikai kísérletekre alkalmasan lecsökkentett teljesítményű protonágyút (PIBA). Ezzel sok, alapvető kísérletet végezhettem az ottani doktorandusokkal 43. Ezek a kísérletek világítottak rá, pl. elsőként arra, hogy az olvadék gyors dermedésekor a kristályos, ill. az amorf állapotot elválasztó, a szilíciumban 15 m/s sebességhatár a torzítatlan kémiai kötés létrejöttének időskáláját méri (l. Sikertelenségek…).

Az akkor, szintén a Cornell-en dolgozó Krafcsik István érdeklődési körébe nagyon belevágott a PIBA-berendezés, mint eszköz. A Cornell hozzájárult, hogy a KFKI-ban is építsünk egy ahhoz hasonló berendezést. Ez meg is épült és nemzetközi szabadalmat is kapott 44

Egy kihagyott lehetőség részletei: a Smart Cut®

A tanulságos volta miatt, azaz mivel járhat, ha az ember kihagyja azt a kutatási alapstratégiát, hogy mindent meg kell nézni a visszájáról, részletesebben is írok a Smart Cut-ról.

Tehát: a fúziós reaktorok egyik kritikus kérdése a reaktor első falának anyaga. Erre kapott az RMKI, Pócs Lajos vezetésével, Nemzetközi

30

Atomenergia Ügynökségi (NAÜ) finanszírozást. Pászti Ferenc ötlete volt, hogy proton-, ill. hélium-besugárzással szimulálhatók a fúziós reaktor falának viszonyai. A Van de Graaff gyorsítónk nagyon alkalmas volt a feladat végzésére. Mint említettem, az ERDA – mint a hidrogén kimutatására nagyon alkalmas – módszernek Kótai Endre által való kitalálása is e projekt érdekében, keretében történt. Pászti Ferenc vezetésével észlelte a csoport 19, hogy a hólyagosodást is okozó nagydózisú hidrogén- vagy héliumimplantáció felületi alakzatok megjelenését eredményezi. Pontosan meg is állapították annak a feltételeit, hogy milyen esetekben alakul ki – „önszerveződéssel” mondanók ma – akár optikai rácsként is használható periodikus szerkezet! A levált „fedeleket”, azaz membrán-lemezkéket is begyűjtötték a vákuumkamra alján, hogy vizsgálják a felületi struktúrákat. Itt érzem azt a magamnak felróható kihagyást, hogy a félvezetős tájékozottságom ellenére, pláne, mert jól is ismertem mindenféle membránkészítési technikát, sőt, foglalkoztunk is a zafíros SOS-t követő SOI-előállítási technikákkal (lézeres laterális epitaxia, mint írtam, a kezdetektől volt tapasztalatunk oxigén ionbesugárzással réteget, akár eltemetett szigetelőréteget előállítani, amely SIMOX – Separation with Implanted Oxygen – néven lett akkoriban ismert). Nem kapcsoltam, hogy a levált szilícium lemezek nagyobb érdekességet jelentenek a félvezető szakmának, mint a falkorróziónak! Azaz, ezeket egy oxidos szilíciumra kellene „ráragasztani”. Arra, hogy kihagytuk ezt a nagy lehetőséget akkor jöttem rá, amikor jóval később, egy francia kolléga M. Bruel, közölte és szabadalmaztatta a Smart cut®, mára világhírre szert tett eljárását 20 …

Külföldre távozott, ill. hazatért munkatársak

Hommage á Laci Csepregi

A frissen végzett villamosmérnököt, Csepregi Lászlót (1947-2005) alkalmazta első „félvezetősként” a KFKI, 1970. őszétől. Ö lett az első munkatársam (1970. dec. 15.), vele indítottuk meg a félvezető-kutatások beruházásait, laborépítkezését, az ILU-val közös csarnokban. Mind Csepregi László, mind az egy évvel később végzett Keresztes Péter kiemelkedő tudású, szorgalmú munkatársak lettek és kiválóan együtt tudtak dolgozni az EIVRt ide-delegált munkatársaival. Ők adták – a szintén elméleti kérdésekben is kiváló, „Izzós” Mohácsy Tiborral – a csoport tudományos hátterét.

Amikor 1973-ban Mayer professzor továbbította az NSF csereprogram javaslatát és 1974-ben újra és immár szervezett keretben lehetőségem nyílt a kapcsolat folytatására és az egyik legsikeresebb nyarat tölthettem a Caltechen, a tartózkodás végén megbeszéltük a továbbiakat. Jim azt mondta nekem, hogy „az orientáció-függés olyan jó téma, hogy azt tegyük el a ’te’ gyerekednek”. Ez a „gyerek” – nehéz választás után –

31

talán a kicsit jobb nyelvtudása miatt, a lengyel feleséggel frissen összeházasodó Csepregi László lett, akik a mézesheteiket már Pasadenában töltötték. Laci olyannyira komolyan vette a presztizs-instrukcióimat, hogy a házassága kis híján áldozatul esett az intenzív munkának. Másfél évet töltöttek Laciék a Caltechen, a Mayer-csoport fénykorának tekinthető időszakban. Az orientáció-függés mellett a preamorfizáció ötlete is akkor alakult ki. A már említett cikkek „citation classic”-ká váltak Amint írtam, az amerikai tempó előnyei miatt a „thermal history”-ügyben is leköröztek bennünket

De a mai impakt az, ami jelentős: a világ átállt az (100) szilíciumra, ami az ionimplantáció ipari technológiává válását is lehetővé tette, valamint a preamorfizációs eljárást mindmáig használja a világ IC-gyártása a pn-átmenetek előállítására.

A szakmai pontossághoz hozzátartozik, hogy az akkor még müncheni félvezetős Fraunhofer-intézetben dolgozó Heiner Ryssel professzornak volt egy hasonló célt szolgáló, szellemes ötlete, amely főleg a Moore-törvény korábbi „nódusainál” több cég által preferált alternatívát is nyújtott. Ez a „két legyet egy csapásra” módszer BF2

+ molekulaionok implantációjára alapul, ahol a nagyobb tömegszámú fluor hozza létre az amorfitást. A módszernek a termelésben az a vonzó tulajdonsága van, hogy a legtöbb ipari ionforrás esetén a kilépő BF2

+ molekulaionok árama sokszorosa a bór ionokénak! Az eljárásnak azonban két elvi hátránya van, amelyek miatt kiesni látszik a versenyből: a beütközéskor széteső molekulából az adalék bórion a folyamat kezdetekor még kristályos anyagba hatol be, csak a lassan felszaporodó fluor hozza létre az amorfitást, a módszer tehát nem eliminálja teljesen a csatornahatást, másrészt a fluor is beépül a rétegbe nagyjából ugyanabba a mélységbe, mint a bór és ott a tranzisztor elektromos tulajdonságaira hátrányos szennyezőként szerepel.

Másfél év után, 1975 őszén hazajöttek Laciék a Caltechről, de nagyon rossz hangulatban. Ő maga úgy fogalmazott, hogy „egy félvezetős csoportból mentem el és egy integrált áramkörösbe jöttem vissza”. A sikerei alapján érthető is volt ez a diagnózis. A rosszkedv fő oka azonban a családi helyzetük lehetett: az önálló kaliforniai ház után be kellett költözniük a szülők háromszobás Mártírok útjai lakásába, ahol az egyikben a szülők, másikban a házas, kétgyermekes testvér lakott – és a harmadik szobában a lengyel, magyarul alig beszélő Susana terhes volt az első gyermekükkel…

Kihasználva az útlevélrendszernek a két állampolgárság miatt kialakult rését – sikerült turista-útlevelet szerezve Münchenbe kiutazniuk, ahol a kemping egy sátrában próbáltak befogadást, állást szerezni.

Először senki sem akarta őket befogadni: minden szakmai barátunk attól félt, hogy bennünket érne retorzió miatta. Végül, H. Ryssel és az intézetvezető I. Ruge, mikor minden rábeszélés hatástalan maradt és a hó

32

is leesett a müncheni kempingben, nem tudott kitérni a munkábaállítás elől. De nem implantációs témában: a szilícium anizotróp marása, szenzorika céljából – amit Laci szintén kiválóan művelt.

Itthon egy formális perben négy évre ítélték Lacit.

A kinti karrier nem volt egyszerű. Végül az hozott nagy ugrást, hogy elvállalta egy osztály vezetését a Nyugat-berlini Fraunhofer-intézetben – hetenkénti repkedéssel, amelynél egy kényszerleszállás a négy év börtönt is aktiválta volna. De a karrierje szépen meglódult.

Ekkor léptek fel a szklerózis multiplex első tünetei és okoztak rémületet a már négy-gyermekes családban, ahol a feleségnek tanult szakmája sem volt.

A rémtörténet úgy folytatódott, hogy Lacit, ugyan egy nagyszerű színvonalú szociális otthon befogadta – a nyugdíjáért – Ingolf Ruge állásban tartotta, amíg lehetett, hogy a családnak legyen jövedelme! Amikor már ez sem volt lehetséges, jött az utolsóelőtti felvonás: az asztmás Susana egy müncheni mentőautóban lelte halálát, négy árvát hagyva hátra. Egy apáca gondoskodott róluk, amíg a legidősebb leány már kenyérkereső korba került…

A látogatásaim során egyre nehezebb volt Lacival kontaktust teremteni – ha egyáltalán, újra csak magyarul sikerült. Így nem tudom, hogy eljutott-e az egyébként teljesen tiszta tudatába Susana és a gyermekeik tragédiája.

Laci nem sokkal később követte Susana-t.

A többi távozó…

Röviden írok néhány külföldre távozottunkról, akikkel meleg, baráti a viszony, akik – lehetőségeikhez képest – segítik az itthoniakat.

Az „implantációs” csoportból Révész Péter vált lassan USA-állampolgárrá. A Cornell Egyetemen, Jim Mayerrel kezdett, majd ez utóbbinak az Arizona State University-re való távozása után egy ideig vezette a Mayer-labort. Ma már az egyetem szinkrotronja mellett dolgozik. Vizkelethy György doktoranduszunk a Sandia (New Mexico) ionsugaras analitikai laborjának sikeres munkatársa.

A mágneses kutatások egyik fő erőssége, Pardavi Ferencné – kihasználva a korábbi sikres kapcsolatait – a George Washington University-n dolgozik, ill. ment nyugdíjba, sokat segítve Vértesy Gábor csoportjának.

33

A – főleg Varga Péter támogatásával folyó – optikai kutatások két fiatal részbeni „expatriálásához” vezettek: először Laczik Zsolt került és maradt az Oxford University-n. A SIRM-téma idején fontos kapcsolatban is volt az ATKI-val, Semilab-bal.

Őt a témában követő Török Péter először szintén az Oxford University-n kezdte külső karrierjét, ma az Imperial College-ben végzi nagyon sikeres tevékenységét. Mindketten kérték és sokáig tartottuk is számukra az ATKI-s státuszt. Török Péternek meglesz az itthoni DSc címe is. Varga Péter – amint írtam – évtizedes tapasztalata, tudása jelentős hozzájárulást adott e fiatalok eredményességéhez: közös munkájukkal kiváló, sőt, „klasszikus” cikkek i születtek 9 .

A CNRS-kapcsolat

1975-ben járt először az első, külföldön élő „magyar” szakmai barátunk Budapesten, az MFKI által rendezett Vékonyréteg Konferencián, Georges Amsel személyében, aki az ionsugaras analízis (Ion Beam Analysis, IBA), pontosabban a magreakciókat felhasználó analízis (Nuclear Reaction Analysis, NRA) egyik világnagysága. A kapcsolatunk tényleges kialakulása azonban csak jóval később lett „intézményes” azáltal, hogy a CNRS-MTA együttműködésben, 1985-ben és 1986-ban több hónapot tölthettem vendégprofesszorként a Groupe des Physique des Solides, GPS-CNRS, csoporttal, azaz Amsel Gyuri csoportjával. Legfőbb témaként, először egy, az RBS detektálási érzékenységének jelentős javításával 45, majd a kiváló Pászti Ferenc és Szilágyi Edit bekapcsolódása után, a részecskedetektorok témáját „revizitáltuk” 46. A későbbiekben Manuaba Ashrama, Vázsonyi Éva dolgozott Párizsban – akkor már a pórusos szilícium kérdéseire, analitikai alkalmazásaira koncentrálva. Végül azonban talán Battistig Gábor lett az, aki G. Amsellel évtizedekre stabil munkakapcsolatot épített ki, amelynek legfőbb, a máig nyúló eredményeként Amsel György évtizedes tapasztalatainak közös megfogalmazása, cikkekben való összefoglalása tekinthető 47. Külön dicsőség, hogy a két csoport együttműködése volt a CNRS leghosszabb időn keresztül finanszírozott nemzetközi projektje.

Az erlangeni kapcsolat kezdetei

Az 1988-as esztendőtől Heiner Ryssel professzor hívására, éves rendszerességgel vendégprofesszor lehettem az erlangeni Friedrich-Alexander egyetem Villamosmérnöki Karán, ill. tanácsadó a i A P.Török, P.Varga, Z.Laczik, and R.Booker: Electromagnetic diffraction of light focused through a planar interface between materials of mismatched refractive indices: an integral representation, J.Opt.Soc.Am. A 12. 325, 1995, cikknek a Függelékben teljes terjedelemben beemelt cikkek között lett volna a helye, de copyright okok miatt erről le kellett mondanom.

34

perszonálunióban vezetett Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen B-ben (IISB). E kapcsolat kezdeteit Vályi Géza sikeres ottani tevékenysége jelzi 48, és amely mindmáig él (Petrik Péter, Fried Miklós,… 49) révén. Több EU-projektet nyertünk közösen (CaLif, FRENDTECH-EAST, stb.). Sajnos azonban az a szomorú körülmény zavarta az együttműködés intenzitását, hogy míg az FhG IISB töretlenül fejlődött műszaki-technikai értelemben, azaz az évezred végére már 300 mm-es szeletek megmunkálására is berendezkedtek, nálunk a lemaradás erősödött. Ez meggátolt, pl. abban, hogy akár csak kiértékelésre vállalkozzunk: a szeletek szétkarcolása olyan szennyezést okoz (Si-por), hogy összehasonlításról csak szerencsés esetekben lehetett szó. Szerencsés kérdés, hogy az optikai kiértékelés metodikáiban ez a gond kevéssé merült fel, így e téren szép jelenünk is van. Ezekről az optikai kutatásainkról szóló beszámolóban (in situ ellipszometria, makyoh topográfia) lesz szó.

Nagy sikernek könyvelem el továbbá, hogy több erlangeni doktorandusznak lehettem ott (is) a vezetője, „Doktorvater”-e 50, akik közül többen mára már a német iparban (Siemens, Infineon, Qimonda, stb,) vívtak ki karriert, sőt, jelentős vezető szerepet.

Rövid bepillantás az MKI életébe, a nyolcvanas évek idején

Ez volt az az évtized, amikor évekre elkéredzkedtem itthonról, előbb a Cornell Egyetemre, majd a GPS-CNRS-re és az FhG-IIS-B-re. Tehettem, mert nem voltam ekkoriban a felsőbb intézetvezetés tagja. Emiatt azonban az MKI-ban történtekről csak vázlatos emlékeim vannak, olyanok, amelyeket osztályvezetői perspektívából is megszerezhettem. Már ennek alapján is mondhatom, hogy az MKI komplex tudása sok és jelentős anyagi hasznot is hozó feladat megoldását tette lehetővé ezekben az években. Mindez nagyszerű személyes teljesítményként is értékelendő – az alakuló ATKI stratégiájának felelevenítésekor írtam erről.

Ezen évek néhány kiemelkedő teljesítményének megírásához azonban nem csak „lektori” segítségre szorultam: Szabó Zsolt osztályvezető írása alapján számolunk be.

„A Duna bal vagy a jobb partja” és az MKI A hetvenes évek második felében, elsősorban az MSZKI-s TPA sikerekhez köthetően közel két évtizedes polémia alakult ki arról, hogy a KFKI-ban a Duna „balparti” vagy a „jobbparti” szellemisége szerint kell-e a kutatási tevékenységet művelni. Balpartiság jelentette az ELTE fizikusi, akadémikusi, vagy ha úgy tetszik az alapkutatói szemléletét, a jobbpartiság a BME mérnöki, műszaki alkotói, árbevételt jelentő

35

alkalmazott kutatói látásmód szerinti közelítést. (Nyugatnémetországban ez probléma részben a Max-Planck kontra Fraunhofer intézet-típus szinten volt tettenérhető). Az MSZKI-ban döntő többségben mérnökök dolgoztak, az intézet a TPA gép és rendszerfejlesztésekkel, továbbá a sikeres eladásokkal óriási árbevételt produkált, amelyből jelentős hányad az akadémiához került befizetésre. Ez a sikeresség állt szemben az elméleti fizikusok „támadásaival”, amit eleinte könnyedén védett ki Sándory Mihály, az MSZKI első embere „a pénz nagy úr” felmutatásával. Sándory Mihály MEV-be történő távozása után a polémia talán enyhült, de csak a rendszerváltozás utáni időkben csendesedett el, méghozzá az akadémiai szemlélet megerősödésével. Nagy leegyszerűsítés volna azonban a témának egyedül a fentiek szerinti magyarázata. A TPA siker story-t, túl azon, hogy tényleg nagyszerű műszaki termék volt, az embargo létezése adta. Ha nincs embargo nem valószínű, hogy számítógép fejlesztésekbe fog az intézet, egyszerűbb lett volna a szükséges gépeket megvásárolni. Mint ahogy ez is történt az embargo megszünte után. Az embargo sok kényszerfejlesztést, reverse engineering munkát adott a hetvenes, nyolcvanas évek keleteurópai műszaki értelmiségének. Az embargo megszünte után viszont csak olyan termékekkel lehetett sikereket elérni, amelyek eredeti gondolaton, találmányon, felfedezésen alapultak. Ehhez pedig az alapkutatások nagyobb arányú térnyerésére volt (van) szükség. A fentiek tetten érhetőek voltak a mi intézetünkben is. Az MKI vezetése megalakulásától kezdődően balanszírozni igyekezett a két irányzat között, az alapkutatásokat fontosnak tartotta, de minden szempontból vele egyenragúnak ítélte az árbevételt hozó, hiányt pótló alkalmazott kutatási témákat is. A két nagy célprogram közül különösen a buboréktároló projekt volt olyan kutatás, ahol az eredmény gyártásbavitele volt az elsődleges cél (MOM volt a fő szerződő partner). Zimmer György fizikusi végzettsége ellenére kiváló „mérnöki” szemlélettel rendelkezett, s miután a nyolcvanas években ő meghatározó szerepet töltött be az MKI életében, ez az integráns látásmód az MKI-ban folyó K+F tevékenységre természetesen rányomta a bélyegét. Ebben Krén Emil és az intézet választott vezetői partnerek voltak, nagy teret engedtek a „klasszikus” kutatások mellett a mérnöki K+F tevékenységnek is, melyek egy részét az embargo kényszerítette ki. A maszktechnológia létrejötte és kapcsolódó K+F feladatok A nyolcvanas évek történései mélyebb megértéséhez vissza kell nyúlnunk a maszklaboratórium létesítés körülményeihez, a maszktechnológia MKI-beli honosításához. A buborék memória megvalósítása mikrométer (mikron) közeli, nagyfelbontású maszkokat igényelt. Ezeket beszerezni szinte lehetetlen volt, mert a hazai maszkkészítő laborok (HIKI, EIVRt) nem voltak felkészülve a 2-3 mikron alatti struktúrák elkészítésére, és mint ismeretes az embargó akkoriban a csúcson volt. Mindezek miatt

36

1977 szeptemberében döntés született egy maszkkészítő laboratórium létrehozására. Az őszi döntés után a buborékmemória célprogram vezetője, Zimmer György megkeresésére Sándory Mihály, az MSZKI igazgatója lehetőséget teremtett arra, hogy intézete területén valósuljon meg a tervezett korszerű maszkkészítő műhely. Helyéül a 6-os épület földszintje került kijelölésre, ugyanis itt nem volt pince és a statikus rezgésmentesítő alapokat egyszerűbben lehetett megvalósítani. 1978-ban készültek el a labor tervei és megrendelésre kerültek az időközben kiválasztott berendezések. 1979 végén, elsősorban a buborék célprogram finanszírozásának keretein belül a két maszkkészítő alapgép, a szovjet gyártmányú EM 549/A típusú (David Mann rendszerű) optikai ábragenerátor, valamint a keletnémet Carl Zeiss UER típusú, lézerinterferométerrel ellátott léptető kamera beérkezett a KFKI-ba. A maszk labor főbb egységeit az említett nagyberendezések, továbbá egy kémiai maszkprocesszor, egy kontaktmásoló és speciális mikroszkópok adták. A feladattal a Binder Gyula vezette főosztály NyÁK technológia osztályát bízták meg, Szabó Zsolt vezetésével. Az osztály munkájában a képátviteli, ábrakialakítási, strukturálási és kémiai eljárások ismertek voltak, továbbá megvolt az az alapszintű műszaki szakértelem is, amely szükséges volt ahhoz, hogy a feladat a labor telepítésével együtt sikerrel végrehajtódjon. Az osztály munkatársai (Szabó Zsolt, Gaál Endre, Forgács Béla, Karacs Albert, Honty László, s később Altmann György) nagy lelkesedéssel fogtak hozzá a munkához (1978). A kompakt kialakítású labort a 6-os épületbe telepítették, Class 100-as klimatizált tisztatérbe, nagytisztaságú vízzel és nagynyomású levegővel ellátott rezgésmentes környezetbe. A képátviteli rendszer 436 nm-es hullámhosszon (Hg lámpa, g-vonal) működött, felbontása a léptetett mestermaszk szinten jobb, mint 1 mikron volt 0,1 mikronos pozicionálási és leképzési pontossággal. Az első maszkok 1980 nyarán kerültek ki a műhelyből, s 1981 tavaszára már a mikron alatti (0,8 mikron) felbontást is elértük a legjobb minőségű kemény króm alapanyagon .A labor ettől az időtől fogva ellátta mind a buborék, mind a félvezető technológia igényeit, később kiszolgálták a külső felhasználókat is (11. ábra). Az MKI létesítése (1980) után a labor és az

37

11. ábra. Munka a maszklaboratóriumban (1982)

38

érintett osztály az MSZKI-ból szervezetileg átkerült az új intézetbe. A maszklabor nagyberendezései mechanikailag, optikailag akkoriban a világszínvonalat képviselték. A második generációs vezérlő elektronikáik viszont annál megbízhatatlanabbak voltak. Az osztály munkatársai a későbbiekben az elektronikai rendszert korszerűsítették új, IBM-PC bázisú mozgásvezérlők 51 és egyéb egységek kifejlesztésével, amellyel nemcsak a megbízhatóság, hanem a gépek teljesítménye is növekedett. A kulcstechnológiát nyújtó labor ma is működik, bár intézetpolitikai megfontolásból a 90-es évek végén a 6-os épületből áttelepítésre került a 29/A épületbe. Érdemes megemlíteni, hogy bár az MKI-ban valósult meg legkésőbben a maszktechnológia, sikereink révén, rövid időn belül nagy tekintélyt szereztünk a szakmában. 1982-től a MEV laborok szakemberei már hozzánk jártak tanácsot kérni, a náluk levő szovjet berendezéseik korszerűsítését mi végeztük el. Egyre több igényes munkát hozzánk hoztak legyártani. 1983-ban a MEV labor akkori vezetője (Beke István) javaslatot tett az MKI-laborral való egyesülésre… (Nem valósult meg, és az 1986-ban bekövetkezett MEV tűz erre végleg pontot is tett.) A maszklabor technológiái a későbbiekben inicializáltak több olyan fejlesztési munkát, amely a 80-as évek MKI munkáinak egy kisebb részét meghatározták. Már a labor indulásánál felmerült az igény a maszkokon levő mikronos struktúrák gyors, pontos méretmeghatározására (CD, Critical Dimension mérések). Fejlesztés indult mikroszkópra szerelt videokamera kép alapján CD mérő rendszer létrehozására (Eördögh Imre, Nagy György). Az elkészült rendszer a TELEMIC berendezés volt, melyből több rendszer is értékesítésre került. Vele indukálódtak azok a munkák, amelyek később alapjait jelentették Eördögh Imre és kollégái mai, képfeldolgozási elveken nyugvó feladatainak. A maszkok mikronos méretű króm többlet-hibáinak javítását célozta meg egy lézeres abláción alapuló maszkjavító berendezés 52 kifejlesztése. (Forgács Béla, Karacs Albert, Hámori András, Szabó Zsolt, Ta Manh Dung). Az elkészült gép, az LRS-001 (laser repair station) volt (12. ábra), melyen szerzett tapasztalatok sokat segítettek a 80-as évek második felében történt szovjet célú lézeres félvezető technológiai berendezések és technológiai fejlesztések véghezviteléhez. Az alkalmazott lézer SzFKI fejlesztésű Nd:GGG, mini Q-kapcsolt impulzus üzemű lézer volt, amelynek 522 nm-es második harmonikusa végezte a szelektív ablációt. A rendszer 2 mikronos felbontással, 1 mikronos beállási pontossággal rendelkezett. Az ablációs folyamatot in situ lehetett nézni a monitoron. A berendezés a mai napig segíti a maszklabor munkáját.

39

12. ábra. Lézeres maszkjavító állomás, LRS-001 A maszkok krómhiány hibáinak javítását is szolgálták volna azok a kutatások, melyek lézerindukált lokális pirolitikus vékonyréteg vonalak leválasztásra 53 irányultak, elsősorban gőzfázisú organometallikus (Cr(CO)6, Mo(CO)6, stb.) vegyületekből. A feladatot egy fiatal doktorandusunk, Farkas János kapta meg, aki az első eredmények alapján előadással 54 jelent meg a SPIE Optical/Laser Microlithography III. konferencián (1990, San Jose). Tehetséges kollegánkra kint felfigyeltek, állásajánlatot kapott az USA-ban, és… nem tért vissza az MKI-ba. Munkája torzó maradt, a kapcsolat Jánossal sajnos teljesen megszakadt. Kiváló képességű vegyészmérnök kollégánk, Gaál Endre, aki egyébként kidolgozta a maszk processzálás kémiai technológiáját, s aki érdemileg folytatni tudta volna Farkas János munkáját súlyos beteg lett. 1993-ban búcsúztunk el tőle. Meg kell említenünk még egy nagyobb lélegzetű úttörő munkát, amely Hámori András és Bencze György nevéhez fűződött. A 70-es években a félvezetőeszközök gyártásánál a hazai üzemekben a klasszikus kontakt-litográfiát használták. Ehhez nagyszámú emulziós (később vasoxid) alapú munkamaszk volt szükséges. Ezek könnyen sérültek, folyamatos ellenőrzésük nagy feladatot jelentett. Az ellenőrzés megkönnyítésére több komoly berendezést fejlesztettek ki a világon. A probléma megoldás újszerű közelítése a holografikus maszkellenőrző rendszerek megjelenése volt. Egy ilyen berendezés kifejlesztésébe kapcsolódott be az intézet 1979-ben a HIKI-vel közösen, miután az embargó miatt egy ilyen rendszer beszerzése szinte lehetetlen volt. A holografikus maszk ellenőrző rendszer lassan, éveken keresztül készült (Zimmer Gyurka egy idő után „fehér elefánt”-nak becézte), de mire a használható eredmények megszülettek, a keménykróm maszkok, a proximity és vetítős

40

maszkillesztések a munkamaszk alapú gyártást háttérbe szorították, így a maszkokról felvett hologramok összehasonlítása elvén működő ellenőrző rendszer aktualitását vesztette. A K+F munka mégis sok hasznot hozott. Hámori András körül egy sor új típusú optikai technológia, konstrukció stb. honosodott meg, amely az óta is komoly muníciót jelent az intézet különböző projektjeihez. E-beam tervek és a Lézeres reticle ábragenerátor (LRGS) 55 A Moore törvénynek köszönhetően a maszkok egyre bonyolultabbá, nagyobbá váltak, a felbontási igény megnövekedett. Az optikai generátorok (MEV-ben is volt maszklabor) sebességét viszont nem lehetett tovább növelni, a felbontásnak korlátot szabott az alkalmazott fény hullámhossza (nagynyomású Hg-gőz lámpa 436 nm-es g-vonala). Előálltak olyan maszk igények, ahol a generátornak több mint két napot kellett hiba nélkül működni. Ez sokszor lehetetlennek bizonyult. Bár minden trükk bedobásra került (pl. fragmentálás, expo rövidítés stb.) a feladatot megnyugtatóan egy gyorsabb generátor beszerzése oldotta volna csak meg. Ezért 1983-ban elhatározás született egy elektronsugaras (E-beam) nagyberendezés beszerzésére, ami kutatási és gyártási (MEV) maszk igényeket is kiszolgált volna. A projektet Sándory Mihály, a mikroelektronikai kormánybiztos, később MEV vezérigazgató kiemelten támogatta. A berendezést az MKI-ba tervezték telepíteni a maszkos MKI-s munkatársak üzemeltetésével. A telepítési terület is kijelölésre került. A terv azonban sajnos meghiúsult. Egy közel 2 millió dolláros rendszer leszállítását 1985 tavaszán az ország drámaivá vált pénzügyi helyzete akadályozta meg. Ezután született meg a javaslat egy lézeres reticle ábragenerátor kifejlesztésére, annak ellenére, hogy az E-beam által nyújtott paraméterekkel szemben a lézeres gép adatai nyilván szerényebbek voltak. A Szabó Zsolt vezette team (magja: Podmaniczky András, Hámori András, Karacs Albert, Forgács Béla) a munkát 1986-ban kezdte meg. A projekt OMFB finanszírozású volt. A He-Cd, 441 nm-es hullámhosszú (kék színű) lézer fényforrású, akusztooptikai deflektorokra és fényzárakra épülő 3,6 mikrométer átmérőjű, Gauss intenzitás eloszlású elemi pontra épülő raszter-szken rendszerű levilágító fejet egy szovjet, gránit asztalos EM 559 léptető kamera asztalára telepítettük. Ez a raszter felbontás <1 mikron vonalfelbontást jelentett a mestermaszkon, ami az akkori igényeknek tökéletesen megfelelt. A berendezés 1989-re készült el (13. ábra). Az első vele generált maszkok ASIC áramkörök huzalozási síkjaihoz szükséges mestermaszkok voltak (14. ábra). A gép teljesítményére jellemző volt, hogy egy 4”x4” felületen levő huzalozási ábra reticle maszkját (50%-os kitöltés, 10x nagyítás) függetlenül a rajzolat finomságától 100-120 perc alatt világította le. A gép napi, rutinszerű használatba mégsem került. Az első tapasztalatok alapján a berendezés további fejlesztést igényelt, másrészt a MEV tűz (1986) miatt a leült, korábban reményteljes félvezető iparunk nem tudott újra talpra állni, s e miatt a nagyfelbontású, nagyméretű félvezető maszk igények az

41

évtized végére drámaian lecsökkentek. A gép nem hozta meg a várt gazdasági sikert sem, annak ellenére, hogy több kísérlet történt a gép piaci hasznosítására is. Tapasztalatot az új, high-tech területen viszont annál többet szereztünk. Ennek jelentősége a SZUTA egyik intézetével kötött szerződések során került később felszínre.

13. ábra. Lézeres Reticle Generátor, LRGS

14. ábra. ASIC huzalozó maszk részlet, mely az LRGS-sel készült

42

Az ULA konténer 56 A nyolcvanas évek elején jelentek meg széles körben az ASIC (Application Specific Integrated Circuit) típusú áramkörök. Magyarul berendezés orientált áramköröknek hívták őket (BOÁK), melyek gyártását az újonnan megalakult MEV (1980) is zászlajára tűzte. Ezek az áramkör típusok még ma is használatosak, miután remekül lehet őket alkalmazni a legkülönfélébb egyedi feladatra, így az akkoriban még létező magyar elektronikai ipar is élénk érdeklődést mutatott a BOA áramkörök iránt. Lényegük, hogy különféle típusú kapu és egyéb hálózatokat (gate array) tartalmazó (szeletenként ~száz, ~ezer darab kapu stb.) befejezetlen, huzalozás nélküli félvezető szeleteket gyártanak le, s a befejező huzalozási, védőbevonat és tokozási műveleteket csak azután végzik el, amikor valamilyen konkrét alkalmazásra a huzalozást megtervezték. Az áramköri mátrix alapszeletek így nagy sorozatban előre legyárthatók, forgalmazhatók, melyekből kis darabszám esetén is gazdaságosan készíthetők célorientált áramkörök. A befejező technológiai műveleteket persze csak erre felkészült műhelyekben lehetett elvégezni. A MEV terveiben, ahogy már említettük szerepelt az ilyen típusú kapu és egyéb hálózatok szelet szintű gyártása, és természetesen a végleges, kis darabszámú áramköri igények szállítói kielégítése is a MEV-ben történő befejező műveletekkel. (Sajnos mindez a MEV tűz miatt szintén füstbe ment terv maradt). Az MKI-ban korán felismerték ezen áramkörök előnyeit, az intézet is igyekezett bekapcsolódni az ASIC vonalba, de csak a befejező műveletek szintjén. Technológiai parkunkban minden adott volt a BOA áramkörök tervező és befejező műveleteinek elvégzésére. Az első megkeresés BOA üzem tárgyában (1983) a jó nevű Híradástechnika Szövetkezettől (HTSz) érkezett. Ennek vezetője, Köveskuti Lajos elnök szintén felismerte az ASIC áramkörök jelentőségét, s elhatározta egy kisebb méretű befejező üzem létesítését az Építész utcai telephelyükön. Az MKI tanácsadást nyújtott a technológiai sor eszközeinek beszerzésére és később a technológia kidolgozásához (Vázsonyi Éva, Schiller Róbertné és kollégáik), továbbá az infrastruktúra kiépítésének menedzseléséhez is Német György személyében. Az MKI a HTSz-szel együttműködési és tanácsadási szerződést is kötött a technológiai továbbfejlesztések, probléma megoldások tárgyában. Ennek témavezetője Strausz Tamás volt. A Videoton RT, amely abban az időben az ország egyik legnagyobb elektronikai készülék gyártó cége volt, szintén felfedezte az ASIC technológia előnyeit, s döntést hozott egy ASIC áramköri befejező üzem létrehozására. Ebben partnerre az MKI-ban talált. A szerződést egy kísérleti üzem (labor) létrehozására 1984. szeptember 20-án írta alá Krén Emil, az MKI igazgatója és Kázsmér János a Videoton RT műszaki igazgatója. A 33,5 millió forintos projekt komoly bevételt és szakmai

43

kihívást jelentett az MKI-nak. A Videoton fehérvári telephelyén létesülő kisüzem 2-3 mikronos litográfiával évi 10000 db kerámia tokozott áramkör legyártására terveződött. A nagyléptékű munkába az MKI-ból sokan bekapcsolódtak. A munkában a vezető szerepeket Zimmer György, Farkas László és Szabó Zsolt látta el. A litográfiát és processzálást Vázsonyi Éva és kolleganői, a védőréteg technológiát Dücső Csaba dolgozta ki. A szeletmérésbe Illés Árpádék kapcsolódtak be. A VT részéről a műszaki szakember Janzsó László volt. Mi terveztük meg a közel 110 nm-es tisztateret, a szükséges infrastruktúrát, a technológiát, és a technológiai berendezések nagyobb részét. A litográfia alapgépe egy Canon gyártmányú proxy maszkillesztő volt, amely a technológia kidolgozásáig az MKI litográfiai laboratóriumában üzemelt. Olympus félvezető mikroszkópra telepítettük a TELEMIC-2 CD mérő rendszerünket. A védőréteg bevonatot szolgáló LPCVD berendezést a Mikrovákuum kisszövetkezet (Szendrő István) szállította le. A labor tűs mérővel, szeletdaraboló és kerámiatokozó berendezésekkel is rendelkezett. A kapumátrix szeleteket a VTRT szerezte be. A huzalozás tervező rendszer TPA-Janus gépre és az AULA-3 áramkörtervező szoftverre épült. Az AULA-3 program MKI fejlesztés volt (Borsos István, Hegedűs András, Ster András, Zulauf János, Révész Ágnes, Bak Miklós). A szükséges maszkokat az MKI szállította. A teljes rendszert 1989-ben adtuk át a Videoton részére. Egy potenciális szeletbeszállító az ASIC áramköri szeleteit ULA-nak (Uncommitted Logic Array) hívta. Az MKI úgy gondolta és titkon tervezte, hogy több ilyen kisüzemet is el tud adni, akár egy „konténerbe” telepítve. Innen eredt a projekt (ULA konténer) belső elnevezése. A kisüzem műszakilag sikeresen elindult, elkészültek az első áramkörök, de ahogy oly sok minden azokban az években, az „ULA konténer” a Videotonnal együtt a rendszerváltás áldozata lett. A szovjet lézeres szerződések 57 A nyolcvanas évek második felében divatos kutatási vonulat volt a lézerek félvezető technológiai alkalmazásai 58 témakör Linkek\lezerestechnol.pdf. A lézereket a litográfiai berendezésekben már a kezdetektől széles körben alkalmazták, de technológiai jelentőségük a szubmikronos fotólitográfiában vált igazán fontossá. Az excimer lézerek megjelenésével sokan azt gondolták (joggal!), hogy ezeket a kitűnő eszközöket a félvezető technológia más területein is eredményesen lehet használni. Ez a diszciplína a Szovjetunióban hangsúlyosan jelent meg, s miután híre ment, hogy több kapcsolódó területen nálunk is folynak lézerekre épülő kutatások és alkalmazások, a Szovjet Tudományos Akadémia Technológiai Lézerek Tudományos Központja (NICTL) intézettől (Moszkva-Troick) megkeresés érkezett kutatási célú lézertechnológiai berendezések kifejlesztésére. Az intézettel folyó tárgyalások után több lézerrel segített rendszer kifejlesztésére kaptunk komoly árbevételt hozó megbízást. A projektet a szovjet partner a KGST Komplex 2000 nevű célprogramjából finanszírozta. A SZUTA intézet részéről V. A. Szemchisen fizikus, az MKI részéről Zimmer György igazgató vezette a tárgyalásokat.

44

A szerződést 1986 végén kötöttük meg. Az MKI részéről a két főosztályvezető, Farkas László és Szabó Zsolt voltak a felelősek a projekt végrehajtásáért. A munkában sokan vettek részt, az egyes részfeladatok felelőseit külön megemlítjük. A megbízás három kutatás célú rendszerre szólt kiegészülve egy speciális ellipszométer kifejlesztésével: 1. Lézerrel segített CVD (LACVD) 1/A. In situ ellipszométeres rétegvastagság mérő és vezérlő rendszer 59 2. Lézeres pantográf (LPF) 3. Lézerrel segített reaktív ion marató (LARIE) Az első év megvalósítási tanulmányok kidolgozásával telt el, melyet a szovjet félnek kellett jóváhagynia. A LARIE tanulmány alapján módosítás történt, miután annak magvalósítása nagy kockázattal járt volna. Helyette a szovjet partnerünk egy excimer lézeres, vákuumkamra nélküli, PC vezérelt, szubmikronos felbontású struktúrát levilágítani képes rendszert kért, amelyet a Troickban levő EM 562 léptető kamerájuk asztalára kellett telepítenünk. Ez volt a vákuumnélküli LPF. A leszállítandó rendszerek technológiai lézerét, a becsatoló és leképző különleges, kalciumfluorit üveg alapú optikai elemeket a szovjet fél adta. Az alkalmazott lézer KrF 248 nm-es impulzus üzemű excimer lézer volt. A lézersugár egy sugár elosztón keresztül volt becsatolható az éppen aktuális technológiai berendezéshez. Az optikai utakat egyébként a szovjet fél igényei szerint 196-365 nanométeres tartományra kellett tervezni. Az LACVD berendezésben lézerrel segített CVD rétegleválasztásokat lehetett végezni ellipszometriával figyelt és vezérelt in situ rétegnövekedés mellett (15. ábra). Az excimer lézernyalábot egy lengő tükör pásztázta az egydimenziós mozgású, vákuumasztal fűtött szelettartójára (hot plate) rakott munkadarab (Si szelet) felett. Az összetett vezérlést PC irányította, beleértve a fénypásztázást, lézer be és kikapcsolást, vákuumszelepeket, gázadagolásokat, hőmérsékletet, vákuumállapotot stb. Különös nehézséget okozott a 248 nm-es fénynek a vákuumtérbe történő bevezetése és az impulzuslézer fényének pásztázó, homogén intenzitású leképzése, hisz a teljes optikai rendszernek a 248 nm-es hullámhosszon kellett jó hatásfokkal működnie. Viszonylag egyszerű feladatnak látszott a vákuumnélküli lézeres pantográf (16. ábra). A pantográffal a fókuszált lézerfény tetszőleges ábrát rajzolt a munkadarab felületre a vezérlő program alapján. Itt az X-Y munkaasztal adott volt, s nem kellett törődni a vákuumtechnika nehézségeivel. Annál nehezebb volt a vezérlés és az optikai leképzés megoldása a szubmikronos felbontási igény miatt az excimer lézer hullámhosszán.

45

15. ábra. LACVD rendszer 16. ábra. LPF rendszer A vákuum alatt dolgozó LPF berendezés összetett rendszer volt. Mikronos felbontású ábrakialakításokat kellett rajzolni tudnia fókuszált lézerfénnyel vákuumtérben. A pozicionálási feladatot egy SKF gyártmányú mikron felbontású, szabadtérben álló X-Y asztal végezte. Erre az asztalra volt felszerelve a levilágító rendszer. A vezérelt mozgású fókuszált fénysugár kalciumfluorit üvegből készült ablakon keresztül jutott be az alatta levő álló vákuumkamrába. A mikronos leképzés autófókuszt igényelt, melyet He-Ne lézerfény be és kicsatolásával végeztünk el. A hibajelet kvadráns detektorok adták, ez vezérelte a lineáris motorral felszerelt fókuszáló objektívet. Mindez 248 nanométeren és vákuumban! A vákuumrendszer és a gázrendszer hasonló volt az LACVD-ben alkalmazottal, míg az X-Y mozgásvezérlés az egyszerűbb, vákuumnélküli LPF-ével volt közel azonos. A vákuum kamrákat, mechanikai tartószerkezeteket Forgács Béla tervezte, kivitelezésük részben a KFKI MSZI-ben történt. A vezérlő programokért és a PC-s ügyekért Mészáros Gyula volt a felelős, az elektronikai szabályozásokat (hőfok, vákuumszelepek stb.) Illés Árpádék tervezték és vitelezték ki. A Majoros Ákos és munkatársai által összeállított gázellátó és vákuumtechnikai rendszert Tuscher István és munkatársai szerelték össze. A vákuummérések ügye Iványi Csabához és Riedl Péterhez tartozott. Hámori András volt a felelős az optikai rendszer (autófókusz, pásztázó tükrök, optikai leképzés) tervezéséért, míg Karacs Albert a mozgásvezérlő elektronikáért, Ta Manh Dung a mozgásvezérlő szoftverért. Eisler Gyula a mikronos felbontású X-Y pozicionáló elemeket tervezete. Lohner Tivadar és Fried Miklós hozták létre az in situ

46

ellipszometriát. A vákuumkamrákat leszámítva a kivitelezések az MKI műhelyeiben történtek. A rendszereket 1989 végétől folyamatosan adtuk át a NICTL intézetben, sokszori kiutazással. Az átadásokban, a berendezések felélesztésében Mészáros Gyula és Karacs Albert végezték az oroszlánrészt, bár szinte mindenki megjárta Troick városát, aki a fejlesztésben részt vett. Nagyon megnehezítették a munkákat a kinti nehéz körülmények. Időnként még kenyeret sem lehetett kapni. A SZU akkor már utolsó éveit élte. A projekt megvalósítása több mint négy évig tartott. Az utolsó egység, az LACVD végleges átadása 1992. augusztus elején történt. Augusztus végén jöttek Jelcinék, s a Szovjetunió összeomlott. Szerencsénkre a szerződés pénzeit szimpatikus szovjet barátaink már korábban kifizették. A Mikroelektronikai labor létrejötte A hetvenes évek elején a XVIII/D épületben kialakított implantációs és mikroelektronikai laboratórium a nyolcvanas évek közepére elavulttá, lepusztulttá vált. Bővíteni nem lehetett, az egyre növekvő tisztasági követelmények teljesítése lehetetlen volt. Felmerült egy új, korszerű mikroelektronikai laboratórium építésének gondolata. Ennek reményt adott, hogy az MKI rendelkezési állományába került a 29-es „raktár” épület fele, mintegy 600 nm értékes terület. Az épület másik felében az un. DSX klimatizált tisztatér volt, amit az MSZI létesített (1985) winchester diszkek szerelésére, bemérésére. (Ma ez is MFA terület.)

Az új, MKI-s tisztatér létesítésének egyik motorja Strausz Tamás volt, aki Krén Emil javaslatára lett az intézet igazgató helyettese 1985-ben. Strausz Tamás korábban a MEV-ben dolgozott magas vezetői beosztásban. Zimmer György igazgató mellett Tamásnak komoly érdemei voltak abban, hogy az új mikroelektronikai infrastruktúra kiépítéséhez nagyobb összegű pénzt tudott szerezni (OMFB, Iparügyi Minisztérium, 1986-87). A mikroelektronikai laboratórium korszerűsítését Zimmer György, mint igazgató is támogatta. Miután a buborék program talaját vesztette (a világtrendet figyelve a MOM 1983-ban leállította a programot), ő lett a egyik motorja az ASIC ügyeknek és rövid idő után magas szinten beletanult a félvezető szakmába, elsősorban a MOS, CMOS vonalon.

47

17.a ábra. A tiszta szenzor-laboratóri-um kémiai pultja

17.b ábra. Magas hőmérsékletű műveletek, oxidáció, kémiai rétegleválasztás (CVD)

17.c. ábra. Gyors termikus processzor; kontrollált gázkörnyezettel működő hőkezelő (Rapid Thermal Processor, RTP)

A pénzügyi feltételek megteremtése alatt elindult már az új labor tervezése (1986-tól), amely elsősorban Dücső Csaba, Szabó Zsolt, Németh György és Majoros Ákos munkája volt, de szinte mindenki, aki érdekelt volt beleadott egy kicsit tudásából (17. ábra). A tisztateret- és a klímarendszert az MKI-s layout alapján a nyugatnémet Daldrop+Dr.Ing. Huber cég tervezte és szállította le, szinte hiba nélkül 1988-ban. A német céggel a műszaki tárgyalásokat Binder Gyula (műszaki igazgatóhelyettes) és Szabó Zsolt főosztályvezető folytatta le. A német cégnek kifizetett összeg ~1,1 millió nyugatnémet márka volt. A gondosan létrehozott tiszta tér több mint két évig üresen állt. Belső viták voltak arról, hogy milyen irányokba vigyük a félvezető kutatásokat (pl. szenzorok), lehet-e dedikált célra használni a labort, finanszírozni tudjuk-e a fenntartási kiadásokat stb. Rövid időre az üresen álló labort bérbe adtuk egy potenciális befektetőnek (NAWA), aki ASIC üzemet akart itt létesíteni (LSI Logic licenc alapján), de a beruházás végül nem valósult meg (1990). A komoly, vadonatúj infrastruktúrával (Class 100, Class 10-es terek, gázellátórendszer, nagytisztaságú víz, klíma, elszívások, rezgésmentes alapok, tűzvédelem stb.) rendelkező laborrendszert az MKI végül 1991-1992-ben vette birtokba a műszakilag tarthatatlan helyzetbe került XVIII/D-beli félvezető labor teljes felszámolásával. Egy német mikroelektronikai üzem „levetett” eszközeiből később sikerült korszerűbb implanterrel, diffúziós kályhákkal és egyéb eszközökkel a berendezéspark minőségét is javítanunk. A mikroelektronikai laboratórium az elmúlt másfél évtizedben intézetünk egyik büszkeségévé vált. Egyéb témák – ezekből az évekből Felsorolásszerűen megemlítünk még néhány, ebben az időszakban művelt témát (a felsorolás nem teljes!):

48

• Mikropozícionáló rendszer és elemei (Eisler Gyula tervezte, KUTESZ

átvette gyártásra) • Nagy felbontású mérleg (Eisler Gyula, Farkas László, Illés Árpád,

Szemlaky György stb.). A téma sokáig volt műsoron, de hőfok-stabilizációs problémák miatt a precíziós mérleg mégsem került gyártásba.

• Impulzus üzemű implanter (Krafcsik István) • Neon implanter (Vértesy Gábor) • Epitaxiális rétegnövesztések (Keszei Béla) • GGG kristálynövesztések (Paitz József, Süveges Antal, Szabó

György, Juhász Zoltán, Gosztonyi László, Vandlik János) • fémüveg kutatások és alkalmazások (Konczos Géza, Szöllősy János) • mágneses témák (Vértesy Gábor, Kádár György, Szöllősy János) • magas hőmérsékletű szupravezető anyagok (Keszei Béla)”

Az ATKI-vezetés kialakulása, Bársony István repatriálása

Bársony Istvánt még, mint BME-s doktoranduszt ismertem meg. Akkoriban érkezett haza az Ilmenau-ból (NDK) a frissen szerzett villamosmérnöki diplomájával, majd a BME Atomfizika Tanszékén megszerzett dr. univ. cím birtokában a Híradásipari Kutató Intézet, ill. az abból is alakult Mikroelektronika Vállalat, MEV, munkatársa lett, nem sokkal később megszerezte a kandidátusi fokozatot is. Eredményei alapján ő lehetett több éven át vendégkutató, sőt projektvezető Jun-Ichi Nishizawa professzor csoportjában a "Static Induction image sensors" projekten, Sendai-ban (Japán). ill. a Functional Device Group at Hamamatsu Photonics K.K. csoportvezetője. Ottani sikerességét, egy új típusú eszköz ötletével és megvalósításával koronázta meg: 1991-ben elnyerte a Science and Technology Agency of Japan "Most Significant Invention Award" diplomáját (18. ábra)!

Japán után – a MEV tűzesetét követően – ő is elérte, hogy a tanult szakmáját művelhesse, a Twente Egyetemen (Enschede, Hollandia) futó "Rapid Thermal Multi-Processing" projekt vezetője lett. Itt látogatta meg őt Fried Miklós 1992-ben és igyekezett rábeszélni a repatriálásra, ill. az ugyanakkor odaérkező Gyulai József, aki az Anyagtudományi Kutató Intézet igazgatói posztjának várományosa volt, csatlakozott a rábeszéléshez az igazgatóhelyettesi poszt felajánlásával. 1993-ban a Bársony család hazaköltözött és az ő energikus vezetői stílusa nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a KFKI felosztásakor az akkori tudománypolitika által gyengének minősített terület – ahol az alkalmazások szakmai súlya meg is haladta az alapkutatások részarányát – belső értékei napvilágra kerüljenek. Pl., a legtöbb, szerződéses tevékenységgel leterhelt kollégának volt a tarsolyában bőven is olyan eredmény, amely a kandidátusi, ill. PhD fokozat, de legalább a Dr. Univ. akkori megszerzésére

49

elegendő volt. Fél évtized alatt jelentősen átalakult a kutatási szerkezet. Ez az időszak azonban, mivel belenyúlt az intézetkonszolidáció előkészítésének időszakába, hosszan, szinte máig tartó harcot eredményezett az intézet megérdemelt presztizsének megszerzéséért.

18. ábra. Bársony István japán diplomája: „Az év feltalálója”, azaz a Science and Technology Agency of Japan "Most Significant Invention Award" diplomája (19.

A spin-off-ok

A Kraft Kft. az ATKI-időkben próbálkozott először – elsősorban az ionimplantációs ismeretek (Krafcsik István és Farkas László), valamint a KFKI nagyvákuum berendezések fejlesztői tudására alapozottan – cégalapítással. Speciális szeletmozgató tervezése után talán a zárt rendszerű hélium-kriosztát lett az a termék, amely biztossá látszott tenni a jövőt. A kezdeti években az intézet azzal segítette a vállalkozást, hogy garantálta a visszatérés lehetőségét, ha a próbálkozásuk sikertelen lenne. Több revizor ugyan kifogásolta azt a rendszert, miszerint az intézeti mérnököket, fizetés nélkül, kutató-fejlesztőmunkára delegálták a cég kötelékébe, de a kifogásnak nem volt törvényi háttere.

A kriosztát japáni sikere volt tehát az a pillanat, amikor a szétválás minden tekintetben megvalósulhatott. A cég későbbi sorsa azonban sokkal több hányattatást mért az érdemes munkatársakra, mint az várható volt. Végül a napelem-gyártó berendezésekre szakosodott cég hihetetlenül nehezen, a csőd szélén tántorogva tudott csak a legutóbbi időkben az amerikai szabadalom-tulajdonostól megszabadulni és újra talpra állni a megújuló energiaforrások témájában.

A másik próbálkozás, pár évvel később, 1993-ban MikroT néven indult, Szabó Zsolt vezetésével. Strausz Tamás, akkorra a KFKI Központ vezetőjeként, a kapcsolatai alapján kiközvetítette a hegy ajánlatát, akik

50

gyártóbázist kerestek egy spciális érzékelőjüknek. GE nyomásmérő transducereket gyártott Morrisonban (IL) a Chrysler autógyárnak autóklímáik vezérléséhez. Ennek a transducernek az érzékelője nyúlásmérő bélyeg volt, melynek gyártásával problémáik voltak és beszállítót kerestek hozzá. A nyúlásmérőbélyeg polyimid film és konstantán fémfólia (Ni-Cu-XX ötvözet) laminátumon litográfiai és mikromaratási technológiával kialakított ellenállás-meander hálózat. A transducer érzékelő membránjára felragasztott bélyeg a nyomásváltozást ellenállásváltozásra transzformálja, melyen a keletkező feszültségváltozás képezi a transducer bemenő jelét. A KFKI maszklaborban az évtizedek alatt olyan fotólitográfiás know how gyűlt össze, amely megfelelő adaptációval alkalmas volt olyan technológia kifejlesztésére, amivel a nyúlásmérő bélyegek gyárthatók voltak. A MikroT Kft. OMFB hitellel kifejlesztette a technológiát és a szükséges speciális tömeggyártó berendezéseket. A kihozatalt a kezdeti 55 %-ról közel 100%-ra sikerült növelni fél év alatt. (GE az USA-ban 80%-ot tudott csak teljesíteni!). A gyártás elindult, két év alatt közel 2 milló bélyeg került kiszállításra. A GE magas vezetése oly elégedett volt, hogy eldöntötték, hogy a teljes transducer gyártást áthozzák Europába a MikroT égisze alá. Az eufória azonban nem sokáig tartott: a Texas Instruments 1997-ben piacra dobott egy kerámia-alapú piezoérzékelőt, amely ugyan nem volt annyira érzékeny és lineáris, sem annyira stabil, mint a GE polyimid-Constantan fóliás meandere, de sokkal olcsóbb volt. A Chrysler ugyan átvette az azévi bélyeg mennyiséget, de az álom szertefoszlott. A MikroT Kft. kis volumenben ma is gyárt különféle nyúlásmérő bélyegeket és hasonló technológián nyugvó eszközöket, de igazán „talpra” állni mindmáig nem tudott.

Az ATKI megalakulása és szervezete

Az Anyagtudományi Kutatóintézet (ATKI) a korábbi Központi Fizikai Kutatóintézet (KFKI) Mikroelektronikai Kutatóintézetének (MKI jogutódaként jött létre 1992. január 1-jén. A KFKI átalakítása során kiváltak a termékek (számítógépek, mérőműszerek, szoftverek stb.) fejlesztésével és előállításával foglalkozó részlegek, és a központ öt, gazdaságilag független kutatóintézetté alakult át. Az átalakításnál az ATKI örökölte az MKI személyi állományát és berendezésparkját, amelyek összetételét a korábbi buborékmemória-program és a félvezető eszközök, illetve technológiák fejlesztésével kapcsolatos kutatások alakították ki. A helyzetet súlyosbította, hogy a Mikroelektronikai Vállalat (MEV) leégését követően az MKI háttéripar nélkül maradt. A sikeres továbbélés érdekében az MKI tevékenységének súlypontját olyan technológiai eszközök, és mérőberendezések kifejlesztésére helyezte át, melyeket az akkori szocialista országokban értékesítettek. Az 1990-es évek elejének politikai változásai (a vasfüggöny leomlása és a keleti piacok fizetésképtelenné

51

válása) az intézet életében újabb fordulatot és jelentős átalakításokat tettek szükségessé.

Az 1991. esztendő végén az ATKI átalakítására új és kutatási arculatának kialakítására jómagam, mint az MTA levelező tagja is kaptam megbízást. Az intézet már a nevének megváltoztatásával is jelezni kívánta azt a fordulatot, hogy a fejlesztőmunkáról a kutatásra helyezte át a súlypontokat. Kiemelt figyelmet biztosítottak a tudományos iskoláknak (ionimplantáció, mágneses kutatás, ellipszometria), melyek az alapkutatásban már nemzetközi tekintélyt szereztek, és emellett azoknak is (pl. számítógépes modellezés és vékonyréteg-kutatás), melyektől elvárható volt, hogy rövid idő alatt elérik ezt a szintet.

Az önállóvá vált intézet fő feladata interdiszciplináris természet- és műszaki tudományos kutatás, ezen belül elsősorban a tervezhető tulajdonságú anyagok (engineered materials) létrehozása és alkalmazása. Ez többnyire metastabil atomi méretű rendszerek előállítását és tanulmányozását jelenti, amihez hozzátartozik az indukált hibaszerkezetek kutatása is egykristályos, polikristályos és amorf vékonyrétegekben és határfelületeken. Egyenrangú feladatának tekinti a kutatási eredményeknek know-how, vizsgálati módszer, berendezés-fejlesztés formájában történő hasznosítását.

A legnehezebb pénzügyi feladatot a megörökölt és akkoriban az országban, később pedig már a régióban is egyedülálló technológiai eszközpark (nagytisztaságú félvezető-laboratórium, litográfiai berendezések, fotomaszk-laboratórium, egykristály- és vékonyréteg-növesztő eszközök) megőrzése jelentette. Az intézeti Tudományos Tanács is egyetértett ui. abban – vállalva az esetleg hátrányos megítélést is –, hogy az anyagtudományos kutatómunka színvonalas minták helyben való előállítása nélkül csak „Patyomkin-falu” jellegű, függést jelentő kutatásként lehetséges.

Az 1990-ben mintegy 200 MFt építési költséggel elkészült Félvezető Laboratóriummal teljessé vált az a komplexum, amelyhez ezen kívül a korábban épült Maszklaboratórium tartozott. Ez az együttes ma az MTA egyik kiemelkedő fontosságú infrastrukturális létesítménye. Az ATKI létezése idején az országban ez volt ui. az egyetlen olyan laboratórium, ahol szilíciumalapú elektronikai eszközöket, érzékelőket stb. létre lehetett hozni. Ezeknek a költséges laboratóriumoknak a folyamatos működtetését (és ezáltal megőrzését, átmentését) az tette lehetővé, hogy a versenyképes kutatási témák mellett a technológiai szakemberek továbbra is vállalták néhány mikroelektronikai eszköz kifejlesztését (nyomásszenzor), illetve az ipar által igényelt, kis sorozatú eszközök előállítását. Például a kábeltelevíziózás elterjedése miatt folyamatosan évente néhányszor százdarabos igény jelentkezett előírt tulajdonságú felületi hullámszűrők gyártására (Beleznay F.), és az ebből származó bevétel lényegében fedezte a Félvezető Laboratórium fenntartási

52

költségeinek azt a részét, amelyet már csak az eredményes kutatási témák rovására lehetett volna a folyamatosan csökkenő költségvetési ellátmányból fedezni.

A másik magas működtetési költséget igénylő és korábban sikeres laboratóriumunkat, a magas olvadáspontú oxid-egykristályok előállítására alkalmas kristálynövesztő berendezésekkel az intézet vezetésének és dolgozóinak igyekezete ellenére sem sikerült megőrizni. Külső segítség híján végül is a korábban ezen a területen dolgozó kutatók rokon területeken (mágneses és elméleti kutatás) találtak feladatot maguknak, míg a laboránsok egy része kisvállalkozásokban helyezkedett el. Az MKI 1991. január 1-jei 139 fős létszámáról az ATKI 1992. december 31-ig 103 főre csökkent. A későbbiekben az eltávozók helyére fiatal kutatókat alkalmazott az intézet, így a létszám már nem apadt észrevehetően.

Az intézet vezetése az átalakítás során a korábbi három főosztályos tagozódás helyett tíz kutatási osztályt hozott létre, zömmel új osztályvezetőkkel.

A legfontosabb célok között szerepelt a tudományos minősítettek számának növelése, mivel ezen a területen az intézet korábbi életében súlyos elmaradások mutatkoztak (1 akadémiai levelező tag, 7 kandidátus). Az akadémiai értékrendhez való igazodást segítette a kutatók és témavezetők évenkénti beszámoltatása, aminek felügyeletét a külső tagokkal kiegészített intézeti Tudományos Tanács végezte. Az időszak végére az intézetben már 1 MTA rendes tag, 1 tudomány doktora, 14 kandidátus (Ph.D.) dolgozott.

Az ATKI életének jelentős eleme volt az 1989-ben alakult BME-KFKI Közös Kísérleti Fizika Tanszék – mint az ország egyik első ilyen intézménye. A tanszéknek az volt a célja, hogy lehetőséget nyújtson mind az egyetemi oktatóknak kutatómunka végzésére az ATKI-ban, mind a kutatóknak, hogy oktathassanak a műegyetemen. Kutatóink emellett kapcsolatot tartottak szinte valamennyi, fizikát is oktató hazai egyetemmel, főiskolával.

A tudományos irányváltásra a hazai közösség pozitívan reagált azzal, hogy jelentősen megjavult az intézet pályázati sikeressége. Ez a sikeres OTKA- és AKA-pályázatok évről évre növekvő számában mutatkozott meg. Az intézet korábbi nemzetközi beágyazottsága pedig sikereket eredményezett az Európai Unió pályázatain: mind „network”-ök keretében, mind kutatási konzorciumokban olyan sikeresen szerepelt az ATKI, hogy a pályázati tevékenység ezen formája elsőrendű szerepet játszott a finanszírozásában, és megalapozta a konszolidációt követő időszak eredményességét.

Az intézet igazgatójának munkáját három igazgatóhelyettes segítette. A gazdasági igazgatóhelyettes Maróti Lászlóné volt, illetve nyugdíjba

53

menetele után a feladatát Tóthné Gittinger Edit vette át. A tudományos igazgatóhelyettesi feladatok ellátására a külföldről hazatérő Bársony István kapott megbízást, aki 1995-től ügyvezető igazgatóként segítette az intézet irányítását. A műszaki igazgató Szabó Zsolt volt.

A kutatói munka az alábbi felosztásban folyt az egymástól független osztályokon, melyeket jellegüktől függően neveztünk laboratóriumnak vagy csoportnak is:

— Bioelektronikai Laboratórium (vez.: Kozmann György) — Nanotechnológiai Laboratórium (vez.: Balázs Erzsébet) — Vékonyréteg Laboratórium (vez.: Pető Gábor) — Félvezető Laboratórium (vez.: Dücső Csaba) — Elméleti Csoport (vez.: Szabó György) — Mágneses és Kristálynövesztő Laboratórium

(vez.: Vértesy Gábor)

— Optikai Anyagvizsgáló Laboratórium (vez.: Fried Miklós) — Ionimplantációs Laboratórium (vez.: Lohner Tivadar) — Képfeldolgozó Laboratórium (vez.: Eördögh Imre) —Vákuumtechnológiai Csoport (vez.: Krafcsik István)

A Vákuumtechnológiai Csoport 1996-ban fokozatosan kivált az intézetből.

Az ATKI-idők nagyobb infrastrukturális laboratóriumai, berendezései

Félvezető és Szenzorika Laboratórium

A laboratórium előbb az egyetlen hazai, később a régió egyetlen minősített légállapotú (kiemelt pontjain ún. Class 10, másutt 100, illetve 10000), komplett félvezető-technológiák végzésére alkalmas laboratórium. A benne elvégezhető műveletek: nedves tisztítás, oxidáció és magas hőmérsékletű műveletek, ionimplantáció, fotolitográfia, kémiai rétegleválasztás, fizikai rétegleválasztás, kémiai és plazmás marások, minősítő mérések. A laboratórium építése 1990-ben fejeződött be és a berendezését, üzembe állítását már az ATKI végezte.

Maszklaboratórium

A – szintén Class 10 és 100 légállapotú – laboratórium alkalmas 100 mm-es méretű, nagyfelbontású fotómaszkok tervezésére és gyártására. Rendelkezik ábragenerátorral, léptető kamerával, maszkelőhívó és –minősítő rendszerekkel.

54

Vékonyréteg Laboratórium

Ez a komplex laboratórium abban az értelemben „nagyberendezés”, hogy azokat a nagy értékű, fizikai rétegleválasztó berendezéseket tartalmazza, amelyeket – szakmai meggondolások alapján – nem a Félvezető és Szenzorika Laboratóriumba telepített az intézet. Plazmás rétegleválasztó, ultravákuumos párologtató berendezés, lézeres párologtató stb. jelentik e nagy értékű berendezésparkot.

Kristálynövesztő Laboratórium

Czochralski típusú kristálynövesztésre szolgáló berendezések (3 db). Alkalmasak magas olvadáspontú (1800–1900 0C) egykristályok vákuumban vagy zárt atmoszférában történő növesztésére. Az egyik berendezés 1”, a másik kettő 2” átmérőjű kristályok növesztését teszi lehetővé, automatikus átmérő-szabályozással.

Folyadékfázisú epitaxiális növesztő-kemencék (3db). A berendezések 1” vagy 2” átmérőjű hordozóra történő, olvadékoldatból való epitaxiális rétegnövesztésre szolgálnak, max. 1100 0C hőmérsékleten. Az egyik berendezés teljesen automatizált, a másik kettő félautomatikus.

Ionimplanter („Neon”-implanter). A berendezés alkalmas gáz-halmazállapotból előállítható, max. 120 keV energiájú ionok implantálására, 11 X 11 cm2 felületű mintába. Az implanter nem rendelkezik mágnesestömeg-szeparálással, viszont az elérhető legnagyobb áramsűrűség a minta teljes felületén nagy, mintegy 3 µA/cm2.

Röntgenlaboratórium

A röntgenlaborban több nagyberendezés működik:

A Müller Mikro 111 röntgengenerátorhoz két röntgendiffrakciós berendezés kapcsolódik: Philips PW 1050 diffraktométer (vízszintes tengelyű, hajlított kvarc analizátorral, Cu-anódú röntgencsővel használható, későbbi fejlesztésű számítógépes adatgyűjtő van hozzá) és Philips X DC-700 Guinier-kamra (filmmel működik, Cu- és Cr-anódú csővel használható).

RT-3 kétkristályos röntgentopográfiás goniométer, MFKI-gyártmány. Enraf Nonius Diffractis-generátor a sugárforrása.

Müller Mikro 60 készülék, többszörösen átépítve (az eredeti 1934-ből). Egyreflexiós Laue-kamrával használjuk egykristályok orientálására.

Ionsugaras mintavékonyító berendezés diffúziós szivattyús vákuumrendszerrel TEM-minták preparálására.

55

Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) Laboratórium

A JEOL JSM 840 típusú készülék szekunder és visszaszórt elektrondetektorokkal van felszerelve, a gyorsítófeszültség 0,2 és 1,0 keV között változtatható. A visszaszórtelektron-detektor kompozíciós és topografikus üzemmódban működik. A készülékhez Ortec System 5000 típusú, Be-ablakos detektorral felszerelt energiadiszperszív röntgenspektrométer (EDS) is tartozik, ami 0,1 tömegszázalék detektálási határ elérését teszi lehetővé.

Alagútmikroszkóp (STM) Laboratórium

Az USA-gyártmányú, RHK-100-as típusú pásztázóalagútmikroszkóp-rendszer számítógépből, elektronikai rendszerből és 2 db pásztázófejből áll. A pásztázófejek UHV-635-ös típusúak, alkalmasak vákuum alatti mérésekhez. Az egyik fejet szabad levegős és folyadék alatti mérésekhez használjuk, a másik fej egy részben hazai tervezésű és kivitelezésű vákuumrendszerben használható.

Nagyobb, a KFKI, MKI, ATKI által rendezett konferenciák i

• International Conference on Ion Implantation in Semiconductors – Mezhdunarodnoe Rabochee Soveshchanie po Ionnomu Legirovaniyu Poluprovodnikov, Budapest, 23-25 October, 1975;

• International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM-1), Budapest, 4-8 September, 1978 – máig fennmaradt, mint kétévenkénti konferencia-sorozat;

• Working Meeting on Ion Implantation in Semiconductors and Other Materials, Balatonaliga, 13-18 October, 1985 60;

• International Conference on Ion Beam Analysis (IBA-11), Balatonfüred, 5-9 July, 1993, kétévenkénti konferencia-sorozat;

• International Conference on Ion Implantation Technology (IIT-2000, ill. IIT-13) and School, Alpbach (Austria) 22-27 September, 2000, kétévenkénti konferencia-sorozat, közös rendezésben a FhG IISB-vel és a Siemens-szel;

• A korábbi témákban, már az MFA-időkben rendezett konferenciák: o International Workshop on Electromagnetic Nondestructive

Evaluation (ENDE), Budapest, June 28-30, 2000;

i A budapesti implantációs iskola volt az egyetlen 2002-ig, amely elnöki jogot, lehetőséget kapott mindhárom nagy implantációs konferencia-sorozat (IBMM, IBA, IIT) egy-egy konferenciájának megrendezésére!

56

o 3rd International Conference on Spectroscopic Ellipsometry, ICSE-3, Vienna, July 6th - 11th, 2003;

o 5th International Symposium on Hysteresis and Micromagnetic Modeling, Budapest, 30. May - 1. June, 2005.

Megjegyezzük, hogy az implantációs szakmai iskolánk volt az egyetlen – egészen a legutóbbi időkig, amikor is a Catania-i iskola (E. Rimini) „felzárkózhatott” -, amely mindhárom nagy implantációs konferencia (IBMM, IBA, IIT) rendezési jogát megkapta a nemzetközi közösségtől.

Nemzetközi kapcsolatok, kisugárzásaink

Egy ilyen összefoglalónak kell egy „Nemzetközi kapcsolatok” fejezetének is lenni. A célprogramok nemzetközi beágyazottsága kiolvasható a szövegekből, de az is, hogy mind az MKI, mind az ATKI időkben a kapcsolatok tovább szélesedtek – mind a nyugati, mind a „szocialista” országok felé. Teljes listát szinte lehetetlen lenne adni, de cikkeinkben a több száz külföldi társszerző (olyan témákban, ahol a három-öt szerző a tipikus) fémjelzi a kapcsolatok kiterjedtségét.

Elmondható – több, nagynevű külföldi barátunkat idézve, és minden önteltségtől menten –, hogy a vállalt és művelt témáinkban is sikerült „rátennünk a KFKI-t, Budapestet a térképre”.

A buborékmemória célprogramnak a Caltech-kel indult kapcsolatai egy diplomáciai probléma miatt, ill. F.B. Humphrey távozása miatt is lecsengtek. A téma alapjait adó mágneses kutatások USA-kapcsolatai azonban fennmaradtak és a George Washington University-n, Edward della Torre professzorral való nagysikerű együttműködésben tetőztek. Itt töltött éveket, pl. Kádár György vendégprofesszorként, amely a Preisach-törvénnyel összefüggő kutatásainak is kiindulási alapot adott 61. Ez az egyetem lett – a hazai kapcsolatait melegen ápoló – Pardavi-Horváth Mártának 62 végleges állomáshelye is.

A téma kiemelkedően sikeres és tartós kapcsolatokat ápolt a rokon érdeklődésű kassai egyetemmel – ebben ma a regionalitás példáját láthatjuk 63.

A téma kisugárzásai között meg kell említeni, hogy Szöllősy Jánossal (aki korábban az MKI technikusa volt) közös, roncsolásmentes analízisre vonatkozó (az Eddy-áram mérésére alapozott) szabadalmak 64 az utóbbi években többször kaptak díjakat különböző feltalálói fórumokon.

Az ionimplantáció szovjet-kapcsolatai – érthető okokból – a Kurcsatov Intézettel alakultak ki először. Ott volt ui., a leginkább tudományos alapja

57

az implantációs kutatásoknak: az ILU kiváló – a versenytárs Freeman-source-szal összehasonlítva - kevés karbantartást igénylő ionforrását még Manfred von Ardenne tervezte – hadifogolyként, persze, urándúsításra. Az akkori mérnök-technikusa, Viktor Mihailovics Guszev lett a csoport vezetője és a tömegszeparátornak (nagydózisú) ionimplanterré való konvertálója. Velünk V.V. Titov tartotta a kapcsolatot.

Nagyon kellemes kapcsolat alakult ki, amelyre bizonyítékul szolgál, hogy a két intézet egyezségén messze túlmenő ismereteket is átadtak: akkorra már volt teljesen implantált Si-napelem-technológiája az intézetnek. A „teljesen implantált” azt jelenti, hogy a SiO2-réteg oxigén ionok implantációjával készült – a SIMOX-ot két évtizeddel megelőzve!

A moszkvai FIAN-nal lett eredményes kapcsolat – a (természetes, Jakut-földi) implantált gyémánt-tranzisztor fejlesztésükbe való bekapcsolódás révén. Nekünk jutott az RBS-C analízis végzésének feladata az implantált szerkezeteken, ami csak nagyon kevesek (Dél-Afrika-i gyémánton a hasonló kísérleteket R. Kalish végezte, Izrael) osztályrésze lehetett 65. A jakut gyémántnak hátránya volt az erős nitrogén-szennyezettség (n-típus), de Vavilov professzor szerint készítettek üzemképes tranzisztorokat a Venus-szondára…

A dubnai Joint Institute for Nuclear Reseearch, JINR-rel közvetlen kapcsolatunk nem alakult ki: mikor 1975. táján javasoltam, hogy ott alakítsunk ki egy közös, nagyenergiájú (sok tíz, száz MeV-es ionokkal) implantációs bázist, lepattantam Flerov professzorról, aki a gyorsítóikat a „stabilitás szigetének”, azaz a 114-es, é.í.t., elem előállításának, a remélt Nobel díjnak szentelte.

A sors iróniája többszörös lett e kérdésben. Tom A. Cahill-lel történt, hogy a világ legrégibb, Dél-Afrikai kőzeteit vizsgálva ionsugaras XFS-sel, azt vélte találni, hogy a karakterisztikus sugárzásért 110 tömegszám-körüli atom a felelős. Szerencsétlenségére, az újságírók túl hamar értesültek az eseményről, ami számolási hibának bizonyult. A Bohmische Physical Society következő ülésén „How I did not get a Nobel Prize” címmel tartott előadást. A humorérzékemet azonban legyezgette – mivel kiábrándultam Flerov-ból –, hogy ő is kapcsolt: ha stabilak ezek az elemek, miért ne lehetnének jelen a földkéregben, azaz ettől kezdve elkezdett ő is afrikai kőzeteket vizsgálni, nem csak a gyorsítókra hagyatkozott a nagy célja elérésére.

A másik „ironikus” eset már az ATKI-s időkben történt. A magyar fizikusok a Dubnából való kilépésre szavaztak. Kevesen voltunk, akik bántuk ezt. Szerencsére, megértett bennünket Jeszenszky Géza külügyminiszterünk, aki nem akart „durván hátat fordítani az oroszoknak”. Ezért – pályázhatóan – adott a magyar nemzetközi tagdíjak keretéből évi 150 k$ összeget dubnai szolgáltatások „megvásárlására”. Ennek jelentős része jutott éveken át nekünk, Biró László Péter-rel és Havancsák Károllyal és

58

az „ottaniakkal” együttműködve, amely összegből „gyors ionokat” vettünk, ill. szolgáltattak – rendkívül „olcsón”.

Ez vezetett el bennünket az akkor éppen, hogy felfedezett szén nanocsövekhez, CNT – amikor grafitot (Highly Oriented Pyrolythic Graphite, HOPG) sugároztunk be 66. Ez egy addig ismeretlen, fizikailag is érdekes (a nanocső növekedés ui. robbanásszerű: hangsebesség körüli sebességgel zajlik!.

19. ábra. 210 MeV neon ion becsapódása révén HOPG-n létrejött kirobbanásos kráter, amelyből több tíz µm-es szén nanocső (CNT) nőtt – a kaszkád ps nagyságrendű időtartama alatt. A csőbe beépült atomok száma megegyezik a kráterből hiányzó atom-mennyiséggel 66.

Volt azért kapcsolatunk Dubnával korábban is: Nagy Árpád és csoportja révén, akik a 10 B(n,α)9Li lassú neutronokkal kiválható reakció a kb. 2,3 MeV energiájú alfa-részecskéjének energia-analízisével mérték az implantált bórprofilokat 67.

A Bohmische Physical Society

Említést kell tennünk egy, Jim Mayer-re jellemző ötletről. Már a „kezdeti” időkben, azaz a hetvenes évek elején gyakori beszédtéma volt a Caltech-en összegyűlő csoportok körében, hogy a megbecsültségünk nem éri el a „megérdemeltet”: a fizikusoknak mérnökök, a mérnököknek fizikusok vagyunk i. A kiutat – így Jim – a részecske-szilárdtest kutatásokkal foglalkozó kutatók saját tudományos társaságának megalapítása jelenti.

Eddig ez regulárisnak mondható. Jim azonban semmiben sem volt „reguláris”: a Társaságnak a nevét „Kaiserlich-Königliche Böhmische Physikalische Gesellschaft”-nak javasolta, amely később egyszerűsödött Bohmische Physical Society-ra. A másik ötlete még bizarrabb. A hivatalosan is bejegyzett, non-profit társaság törvényes elnöke egy művész lett, R.P. Küllen, aki a tagsági diplomát megtervezte, a titkár pedig – valójában maga Jim – kitalált személy: B.M. Ullrich… Az ő neve szerepelt köszönetnyivánításainkban, amikor a Caltech-beli tartózkodásainkat lehetővé tételét köszöntük meg. Először ui. Caltech kapcsolat is kellett a tagsághoz – lévén Jim fedezte az anyagiakat. Később, a Councillorok (kezdetben J.E.E. Baglin, J.A. Davies, L. Feldman, i Jellemző volt erre, hogy az RBS-C egyik alapcikkévé vált Meyer-Gyulai-Mayer [21] cikket a Surface Science főszerkesztője először visszautasította…

59

J. Gyulai, S.S: Lau, J.W. Mayer, O. Meyer, E. Rimini, majd W. Moeller, M. Nastasi – a mai titkár) felterjesztése alapján választottunk, immár széles körből tagokat. Jelenleg a magyar tagok neveit csatolásként adjuk meg Linkek\Magyartagok.DOC.

20. ábra. A Kaiserlich-Königlich Böhmische Physikalische Gesellschaft egy diplomája…

Az USA-ban bejegyzett Társaság az Ion-Solid Interactions kutatóit fogta és fogja össze http://www.bohmische.org/.

A hazai kapcsolatok; a BME-KFKI Közös Kísérleti Fizika Tanszék

A hazai kapcsolatainknak mára is példát szolgáltató, különleges formája lett a fenti nevű Közös Tanszék. Az ötlet, tudtommal, - Bélától származik, aki az 1980-as évek második felében a BME TTK Fizikai Intézetének igazgatója volt. Azokban az években a Fizikai Intézet ellátottsága nem volt valami fényes. Így a nem sokkal korábban indult mérnök-fizikusképzés-ben részvevőknek a kísérletes oktatása nélkülözhetetlennek láttatta az MTA-intézetek bekapcsolását. Mintául, szakmai értelemben is, a már említett erlangeni intézetkomplexum is szolgálhatott, ahol a Friedrich-Alexander Universität Mérnöki Karának Elektronikus Eszközök Tanszékét vezette perszonálunióban az FhG-Institut für Integrierte Schaltungen-nel, IISB, Prof. Dr-Ing. Heiner Ryssel régi barátom – ahol jómagam ekkorra már hónapokat tölthettem vendégprofesszorként. Heinert 1971. óta jól ismertem és ő lett (Peter Eichinger-rel) az első nyugati, német vendégünk 1975-ben. Egyébként itt jegyzem meg, hogy az implantációs labort is magában foglaló szabad mozgásuk engedélyezéséhaz komoly (ellen)konspiráció kellett, mert a Kurcsatov Intézet annakidején kikötötte, hogy az ILU-t „nyugatiak” nem láthatják meg. Ami még nagyon fontos történet, hogy Heiner a nálunk töltött hónapok során írta meg az „Ionenimplantation” első változatát – ez a könyv lett a nyugatiak által írt implantációs könyvek között az, amely gyakorlatilag a maga teljességében citálta a mi (és Jimmel közös) eredményeinket.

Vissza a Tanszékhez. Az, sajnos, látszott, hogy annak a profilja nem lehet azonos az erlangeniével. Sőt, a tudománytörténész Bíró Gábor tanszékvezető önzetlen visszalépése révén a számomra „felszabaduló” Kísérleti Fizika Tanszék az építőmérnökök – és nem a villamosmérnökök –

60

fizika-oktatását végezte. Mindennek ellenére tetszett az országban akkor másodikként megvalósítandó feladat. Igaz, a „perszonálúnió”-ról szó sem lehetett, hiszen a KFKI-ban a vezetői szintem osztályvezető volt, de az igazgató, Zimmer György elvben támogatta a Tanszék létrejöttét. Az azonban igaz, hogy az Alapító okiratba beépített egy sor biztosítékot, nehogy iparilag érzékeny információ, vagy állóeszköz átszivárogjon az intézetből a tanszékbe. A Tanszék alapítási éve 1989. lett és nem sokkal ezután már más értelmű földcsuszamlásra is sor került.

A Kísérleti Fizika Tanszék munkatársai sem ünnepeltek egyöntetűen: többen féltek attól, hogy átalakítom a tanszék kutatási profilját, amit végül én nem tettem meg, hiszen pénzeszközeim sem lettek volna akkoriban.

A közös tanszék megléte segített az MKI-ból 1992-ben megalakuló ATKI presztízsének emelésében is. Ekkor már létrejöhetett a valódi „perszonálunió, de a finanszírozás javulása csak akkor következett be, amikor Zawadowski Alfréd vette át a Fizikai Intézet vezetését és a minisztérium támogatási csapjait sikerült megnyittatnia.

A közös tevékenységből sok oktatási feladat közös megoldása, színvonalas szakdolgozatok, stb. kialakult. Ekkorra élvezhettem mind a tanszék oktatóinak, mind a Karnak a támogatását, de minisztériumét nem. Ez a kudarc-féle nagyban hozzájárult ahhoz, hogy elvállaljam Pungor Ernő tárcanélküli miniszter hívását és megbízását a BAYATI megalapítására – teljes tematikai szabadsággal, csak a Fraunhofer-elv szerinti 30-70%-os forrásmegosztást mielőbbérje el az új intézet. Ezt a feladatot úgy lehetett elvállalni, hogy az ATKI-ban Bársony István – később ügyvezető igazgatóként – a személyi kérdéseken kívül minden ügyben, a Tanszéken pedig Vannay László tanszékvezető-helyettesként kapott önálló intézkedési jogot. A BAYATI alapításának évei 1993-95 voltak. 1995-ben, az intézet a jó témaválasztásnak, a lézeres technikának gyorsan megmutatkozó sikere következtében, beindult. Ekkor kellett nemet mondanom Pungor professzornak arra a javaslatára, hogy a BAYATI váljék a főállásommá: világos volt ui. akkorra nekem, hogy a megindult akadémiai intézetkonszolidáció (a felmérések, számunkra nagyon előnytelenül, az 1993-95 évek szcientometriai teljesítményét vették alapul) talán ATKI bezárásáról döntene, ha nem állok teljes erővel – és akadémikusi súllyal az élére. Az életemben a tanszékvezetés ekkoriban nagyon háttérbe szorult, és az történt, hogy Zawadowski Alfréd faktuálisan tanszékvezetőként is működött, míg végül – 1998-ban – Jánossy András át is vette annak vezetését.

Egyéb hazai kapcsolatok

Az MKI/ATKI-s témáink hazai „impaktjának” – amint már írtam – jó mérőszáma, hogy a munkatársainknak milyen nagyszámú a nem-KFKI-s,

61

hazai társszerzőik száma. Mára a konszolidációval előállt intézet a hazai kutatási paletta szinte minden ágával kapcsolatban áll.

Legújabban, személyemben, különösen annak örülök, hogy az ionimplantációs, ill. azzal rokon technikáink terjednek, mind a kutatóintézetek, mind a vállalatok (a Kraft Kft. volt talán az első) körében. A Kémiai Kutatóközpontnak a Bertóti Imre által vezetett plazmaimmerziós (PIII) iskolájára nagy örömmel és az ATKI tematikai „elkanyarja” miatt, némi keserédes érzéssel gondolok. Nem csak a tematika túlélése, terjedése miatt, de azért is, mert Imre – a hatvanas évek második felében, akkor még MFKI-s vegyészként – sok-sok technikai segítséggel, tudással járult hozzá a kandidátusi munkám sikeréhez (ami, ebben is meglepő véletlenek folytán, itthon az első értekezés volt, amely III-V félvezetőkről készült…).

Az ATKI és a hazai félvezetős világ Az ATKI-nak – a magyar viszonyok mellett – különleges szerep jutott a hazai félvezető K+F-ben. Míg korábban azzal kellett kutatóként megküzdenünk, hogy az EIVRt „követő” ipar volt: utolsóként gyártott rádiócsöveket, utolsóként gyártott germánium-eszközöket, utolsóként egyedi diódákat, tranzisztorokat – emiatt más filozófiát követett, mint az élvonalbeli kutatás logikája, amely persze jobban ambicionált bennünket. De ez stratégia követelte meg a katalógus-ekvivalencia elérését, amely adott és nem is kicsiny intellektuális örömet. A MEV, az alakulása idején, de később is el-elcsábított egy-két kollégát, mint pl. Keresztes Pétert, akik hiányoztak, de az országos érdek átlátása meg tudott vigasztalni bennünket. Mindaddig, amíg azt reméltük, hogy a MEV a HIKI-vonalat, azaz a nagybonyolultságú áramkörök K+F-jét folytatja, hogy az I8080 reprodukciója során megtanultak meghozzák a felzárkózás, de legalábbis annak örömét, hogy a világ mögötti lemaradásunk – években mérve – nem növekszik. Nem így lett: már a nyolcvanas évek elején az egyedi elemek gyártásának prioritása győzött, ami már lelombozó volt. Ekkor jött a MEV tűzesete. Akkor is még némileg reménykedhettünk, mert örömmel konstatáltuk, hogy a Lloyd-nál biztosított üzemért jelentős összeget kap az ország – elegendőt az újrakezdéshez. Azok a hangok, amelyek azt híresztelték, „jobb is hogy leégett, mert úgy sem volt korszerű” ugyan disszonánsak voltak, de hogy ezek győznek, arra nem számítottunk. Lehet, hogy a valutaéhség miatt, de sosem táplálták vissza a szakmába a kártérítést. Ezzel halálra, de legalábbis atomizálódásra, azaz „KKV-sedésre” ítélték azt a szakmát, amely nagyiparként megkerülhetetlen civilizációs lépcső. Mert

62

biotechnológiát sem tud az a mérnök művelni, aki nem ment át a tisztalabor-kultúra iskoláján. Ez a felismerés is, az ilyen értéktudat kellett ahhoz, hogy megtaláljuk az ATKI misszióját az új politikai körülmények között. A szakma nagyiparának összeomlása okozta szomorúság ellenére és mellett, jó érzés volt korábbi színvonalunknak, tudásunknak az a visszaigazolása, amelyet az jelentett, hogy a sajnálatosan „felszabaduló” szakembereink jelentős részét örömmel alkalmazta a világ élvonalbeli félvezető ipara, pl. Délkelet-Ázsiában találtak sokan szakmai-magukra. És az az ipar nem csak „alkalmazta” őket, de ott tartósan és sokan vezetőként is sikeresek voltak – a mieink közül Gyimesi Jenőre gondolok, aki Szingapúrban volt laborvezető, majd hazatérve, a napelemek gyártásában bukkan fel itt és ott. Reméljük, hasonló sikerrel. A kilencvenes évek missziójához hozzátartozott a mérnökképzés akár anyagi áldozatokat követelő segítése is, továbbá azoknak a réseknek a megkeresése, amelyekbe behatolva, az évtizednyi lemaradást reprezentáló eszközparkunkkal is észrevehető impaktot lehet elérni. Ezekből állt össze az ATKI célja, mai missziója. Megmentettük – köszönet ezért Dücső Csabának, Majoros Ákosnak és csapatuknak – a technológiai laborunkat és az elszánt lelkesedés mindeddig átsegített belső, közbülső és külső bajokon.

Az egyesülés, az intézetkonszolidáció

A kilencvenes évek elején a két intézet korábbi súlypontjait újra kellett gondolni, mert nem csak az ATKI termék-palettája irányult a keleti piac felé, de az MFKI sok terméke is piacát vesztette. Világos volt az is, hogy két, a tudománypolitika szóhasználatában azonos, ill. hasonló profilú „anyagtudományi” intézetet az MTA aligha fog finanszírozni. Emellett mindkét intézet azon intézetcsoporthoz tartozott, amely vitálisan függött a zuhanórepülésben lévő külső, ill. ipari finanszírozástól.

Továbbá, az MTA-ban ekkoriban lett megítélési prioritás a szcientometria. Ebből a szempontból mindkét intézményben csak korlátozottan voltak szakmai iskolák, amelyek kiállták ezt a próbát: a Vékonyréteg-felületfizika, valamint az Elméleti (statisztikus) fizika az MFKI-ban és az Ionimplantáció (benne az ellipszometria ilyen célú alkalmazásával), valamint a Mágneses kutatások az ATKI-ban. A preparatív szakmák, a hozzájuk tartozó, rengeteg személyes intuícióval létrehozott és fenntartott laborral, amelyek – ne szépítsük – általában csak „követő” kutatásra lehettek képesek, veszélybe kerültek. A hivatkozási, társszerzői szokások miatt még az élvonalbeli kísérleteket lehetővé tevő mintákat előállító laborok is csak ritkán kapják meg a megérdemelt „kreditet”.

63

Már a kilencvenes évek elején beszédtéma volt az intézetek vezetői között, hogy a hazai anyagtudományi, ebben a félvezető, optikai, fémkutatásoknak a súlya jelentősen megnőne, ha az MFKI és az ATKI közös telephelyen folytatná a tevékenységét. Abban is egyetértés volt, hogy a kilencvenes évek eleji tudománypolitikai helyzetben a KFKI Campus lenne a jobb telephely, de – és ebben sem lehetett a két igazgatónak egyet nem értenie – a költözésre az MFKI munkatársainak csak egy töredéke vállalkoznék, elsősorban a lakáshelyzetük miatt. Emellett volt olyan pszichológiai gát is, hogy az MFKI átgondoltabb tudománypolitikája eredményeképpen, több tudományosan minősített munkatárssal rendelkezett, így a munkatársak tartottak attól, hogy egy új telephelyen valamiféle „alárendelődés” következnék be. Ennek ellenére tárgyalt a két igazgató az MTA főtitkárával, érdeklődött a költözés anyagi fedezetének biztosításáról. A válasz azonban ekkor csak nemleges lehetett.

Pár évvel később viszont, az intézetkonszolidáció idején, 1997-ben, a kérdés élesen vetődött fel. Határozott szándékot láttunk az MTA Konszolidációs Bizottság-ában a Fóti úti telephely felszámolására, és mind az MFKI, mind az ATKI esetében a jó szakmai csoportoknak valamelyik KFKI-intézetbe történő beolvasztására, a többi részlegnek a felszámolására. Az indító átvilágításnál ui. az 1992–95-ös időszakot vették alapul, amikor pl. az ATKI-beli változások – pl. a tudományos fokozatszerzés központba állítása – még éppen csak elkezdődhettek, illetve azok hatása még alig jelentkezhetett a szcientometriai mutatók terén. Az alkalmazott kutatást célnak tekintő korábbi évek során ugyan született sok-sok publikálható, ill. disszertálásra alkalmas eredmény, de ezek beérlelését a határidős feladatok általában és éppen a „legjobban húzók” esetében megakadályozták.

A döntő érvelés, amely az önálló intézeti létért való lobbizást motiválta az volt, hogy az ATKI unikális tiszta laborját a két intézet „jó” részlegeit befogadni kész KFKI intézetek (SZFKI, RMKI) akkori vezetői – a labor fenntartásának költségességére hivatkozva – nem vállalták. Sikerült végül is az MTA vezetését és mindkét felelős tudományos Osztályt (Műszaki, ill. Fizikai Tudományok Osztálya) meggyőzni egy komplex anyagtudományi intézet szerepének fontosságáról. Ezek után döntött a Konszolidációs Bizottság a KFKI telephelyen való egyesülésről. Pénzügyi-technikai okok miatt olyan döntést kellett azonban hoznia, amely szerint az ATKI szűnjék meg jogutód nélkül, és az MFKI jogfolytonosan, új telephelyen és névvel, MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet-ként, folytassa a munkáját az ATKI munkatársaival vegyülve. Ezzel megkapta mindkét intézet az esélyt, hogy az értékeik szinergikusan átmentődjenek.

A két igazgató megegyezett, hogy – kinevezett igazgatóként – én vállalom az egyesítés szakmailag is nehéz, de emberileg még nehezebb feladatát. Sőt, szerettem volna a szinergizmust már a költözéskor érvényre juttatni, de a KFKI Campuson korábban kialakult helyzet (alkalmasan átalakítható

64

épületek léte, bérlőkkel kötött szerződések, ill. pénzügyi korlátok) csak mértékkel tette lehetővé a szigorúan tematikus elhelyezést.

Az emberi, lelki gondot az okozta, hogy a megadott konszolidációs létszám mintegy százhúsz fővel volt kevesebb a két intézet együttes létszámánál. Az egyesítés szinte lehetetlen, a katasztrófát súroló feladata amiatt volt egyáltalán vállalható, mert bekövetkezett az az előre is látott gond, hogy az újpesti illetőségű technikai személyzet megretten a közlekedési nehézségektől és inkább a végkielégítést választja. A kutatók átköltöztetése 1997. végén – néhány fájdalmas döntéstől eltekintve – megoldható volt. Így, 1998. első munkanapján, egy intézeti gyűléssel, megkezdődött a közös élet. A segéderők hiánya nehezen, de pl. nyugdíjas foglalkoztatásokkal, preferált felvételekkel lassan enyhült.

Az intézetek szinergikus megerősödésében volt még egy fontos faktor. Az ATKI-ban már korábban is jól szervezett szemináriumi élet folyt, hetenkénti, külső-belső előadókkal, Kádár György szervezésében. Természetesen kínálkozott ennek az MFA-ra való átvitele, tovább éltetése. A rendszeres, szinte kimaradásmentes, tematikailag tudatosan vezérelt program eredményesen hozzájárult az egyesült intézetek összeforradásához. A szemináriumi élet ma is eleven él – a fiatalítás jegyében –, Hajnal Zoltán szeminárium-felelős szervezésében.

Külön meg kell említeni Somogyi Istvánnét – a megszűnő KFKI-intézet, az MSzKI korábbi gazdasági vezetőjét –, aki vállalkozott a gazdasági igazgatói szerepre, és aki le tudta vezényelni mind pénzügyileg mind humánpolitikai ügyintézőként a rövid távon rendkívül hálátlan feladatot.

Az MFKI laborjai, témái közül néhány azonban felszámolódott, átalakult, pl. kisvállalattá.

A legnagyobb költözési veszteség két MFKI-s tematikát érintett: a vegyületfélvezető kutatást, ahol az ún. MOCVD-technika áttelepítésének környezetvédelmi szempontjai a budai hegyekben teljesíthetetlennek bizonyultak (csak az LPE-technikát tudtuk áttelepíteni), valamint a magas olvadáspontú fémek kutatásának témáját. Ez utóbbi, korábban súlyponti és rendkívül sikeres témánál az ipari érdeklődés lecsökkenése és a tudományos utánpótlás szinte teljes hiánya miatt kellett a laboratóriumok áttelepítésétől eltekinteni. De a leginkább értékesíthető eredményt, a környezetbarát volfrám-, ill. molibdén-visszanyerésnek a szabadalomértékű megoldását (Vadasdi Károly) egy, az MFA-val szoros együttműködésben álló kisvállalkozásban (Tungslab) sikerült túléltetni és sikerre is vinni.

A jubiláris összeállítás további fejezetei alapján a T. Olvasó eldöntheti, hogy a küzdelem megérte-e…

65

Különösképpen ma, az új, az uniós Magyarország gazdasági nehézségeinek kulminálása idején éles a kérdés, amikor a következő ötven év elérését kell a mai vezetésnek a célkeresztbe állítania – a szakmának az emberiség összérdekében játszott szerepe fontosságának tudatában.

A tudásunk ma is eladható – és ezen írás idején látszik, hogy az ötven év beérett.

„Fluctuavimus, nec mergimur”

* * *

A „Menetekel…”: tudományos kutatások állapota az ATKI kritikus évében

- az 1995-ös, az MTA intézetkonszolidáció alapjául szolgáló ATKI-s kutatási jelentés szövege i

Implantációs, ionsugaras analitikai kutatások

Az ionimplantációs kutatások jelentik azt az alapot, amelyhez az intézet számos egyéb kutatási területe is kapcsolódik. A kutatások alapfeladata az ion-szilárdtest kölcsönhatások vizsgálata, az ionsugaras analitikai módszerek továbbfejlesztése.

A vizsgálatok egy része az implantáció után visszamaradó hibaszerkezet tanulmányozására és tudatos alakítására koncentrálódott. Megerősítést nyert, hogy az ionimplantáció által roncsolt kristály jobban tud visszanövekedni, ha a legfelső réteget eltávolítják, mivel ebben a rétegben alakulnak ki azok a stabil kristályhibák, amelyek a tökéletes visszanövést gátolják.

Az implantáláskor alkalmazott egyidejű foton-besugárzás hatásának vizsgálata során kimutatták, hogy a bórral implantált mintákban tapasztalható töltéshordozó élettartam-csökkenése jóval kisebb mértékű, mint a konvencionálisan implantált mintákban. Az ilyen körülmények között létrehozott hibaszerkezeti különbségek hatásai igen erősek a hőkezelés alatti diffúzióban, mint a bórral, mind az arzénnal implantált minták esetében.

i Emiatt meghagytuk a többes szám harmadik személy használatát.

66

A MeV energiájú könnyű ionok okozta rácshibák alkalmazása töltéshordozók élettartamának szabályozására című EU-projekt (CaLif) keretében megoldották a töltéshordozók élettartamának akár 100 µm mélységig történő tervszerű módosítását könnyű ionok implantációjával. Létrehoztak egy, az implantáció során alkalmazott, ékalakú maszkot, amely lehetővé teszi a mintán a különböző mélységtartományokban keltett hibák élettartamra gyakorolt hatásának az elkülönítését.

Az extrém nagy energiájú (>200 MeV) ionokkal besugárzott felületek pásztázó szondás vizsgálata során sikerült egymástól jól megkülönböztethető nyomtípusokat megfigyelni, aszerint, hogy mag-mag ütközéseken alapuló, vagy pedig elektronfékezés volt a gyors részecske domináns kölcsönhatás-mechanizmusa a nyomkeltés során. Ez a módszer lehetőséget nyújt az implantációs kaszkádok vizsgálatára a teljes behatolási tartományban. Ez a kutatás vezetett el a szén nanocsövekhez is.

Bekapcsolódtak a pórusos szilícium kutatásába is. Kísérletek történtek belső szerkezetének stabilizálására plazma-immerzióval és a struktúra mechanikai és elektromos tulajdonságainak megváltoztatására kis és nagy energiájú ionimplantációval. Vizsgálták, hogy a különböző ionsugaras analitikai technikák hogyan alkalmazhatók nagy porozitású, mezoszkópikus rétegeken. Egy Monte Carlo-programot dolgoztak ki ennek a jelenségnek a szimulációjára, követésére. Megállapították, hogy a pórusos Si sokkal nagyobb dózisú implantációt visel el „mechanikai” károsodás nélkül, mint a tömör.

Új mérési módszereket dolgoztak ki könnyű szennyezők, elsősorban az oxigén, nitrogén és a szén mélységi eloszlásának meghatározására, különféle anyagokban. Ebből a célból tanulmányozták a 15N(p,ag); 16O(d,p), 16O(d,a), 12C(d,p), 18O(p,a) és egyéb magreakciókat és ezek használatát különböző energiákon és mérési elrendezésekben. Idekapcsolódnak az elméleti kutatások a többszörös szóródás területén.

Vékonyréteg-kutatások, nanotechnológia

A vékonyréteg-kutatások alapfeladata méreteffektusok vizsgálata, a nanotechnológiai téma pedig a pásztázó-szondás módszerek (STM) metodikai kutatására és alkalmazására irányul.

Kimutatták, hogy 30 nanométernél vékonyabb gadolíniumréteg és szilíciumhordozó szilárd fázisú vékony réteg reakciójában a kialakuló epitaxiális szilícid fázist a hordozó orientációja határozza meg, függetlenül attól, hogy a szokásos rétegvastagságok mellett zajló vékonyréteg-reakcióban szilárdtest-amorfizációval amorf Gd-Si-fázist (100) orientációjú szilíciumhordozón. Megállapították, hogy bizonyos kiinduló gadolínium-rétegvastagság alatt a kialakuló Gd-szilicid fázis nem függ a szokásos fázissorrendtől és hőkezeléstől.

67

Elektronszerkezet-vizsgálatokkal azt találták, hogy az ionimplantációval amorfizált Si-Ge rendszerekben a felületi amorf kristályos átalakulás döntő mértékben meghatározza a hibamentes visszanövés lehetőségét, nem csak a felületen. Tisztázták, hogy az ionimplantált amorf Si-ban is a tetraéderestől az eddig ismertnél lényegesen jobban eltérő rövid távú rend alakul ki, hasonlóan a Ge-hoz.

Lézeres párologtatással 10 nm laterális mérettartományú és éles méreteloszlású rendszereket (Cu-, Co-, Pt-, Ag-) hoztak létre. A kisméretű Cu-nanorészecskék elektronszerkezetét a Fermi-nívón mérhető állapotsűrűségnek és a 2 eV kötési energiájú 3d állapotok sűrűségének tömbi értékéhez képest drasztikus csökkenése jellemzi. Megállapították, hogy az Ag-, Pt- 4d-, 5d-eredetű, kisebb kötési energiájú állapotai változnak legérzékenyebben a méret csökkenésével a Cu 3d állapotokhoz hasonlóan.

Kimutatták, hogy lézerimpulzussal történő olvasztással különleges, biológiailag aktív titánfelületet lehet létrehozni, amelyben a csontosodási folyamat lényegesen hatásosabb, mint az eddig ismert módszerekkel létrehozott és a gyakorlatban alkalmazott felületek esetén.

Az alagúteffektus elméleti kutatása során analitikus módszerekkel meghatározták az egydimenziós hullámcsomag fejlődését. Kimutatták, hogy nem létezik térben és időben egyaránt kompakt tartójú hullámcsomag. A vizsgálatokat kiterjesztették az időfüggő Schrödinger-egyenlet 3-dimenziós numerikus megoldására.

Csiszolt fémfelületek (Ni, Cr, Mo, Cu, Fe) felületi durvaságát STM-mel megvizsgálva, úgy találták, hogy a felületek nm-es léptékben simának tekinthetők, viszont néhány száz nm-es egyenetlenségekkel tarkítottak. A galvanizált fémfelületek felülete fraktálszerű egyenetlenségekkel borított, míg a vákuumpárologtatott fémfelületek simábbak. Si-hordozó esetén akár 2-3 nm-es átlagos felületi durvaság is elérhető, ez kiváló érték.

Jelentős eredmények születtek a jövő új anyagaként aposztrofált szén nanocsövek ionbesugárzással való előállítása (dubnai együttműködés) és „boncolása” terén.

Félvezetőszenzor-kutatások

Az alapfeladat új félvezető anyagok, szerkezetek kutatása és ezen alapuló szenzorikai fejlesztések, valamint az országban egyedül itt működő teljes félvezető-megmunkáló sor hazai és nemzetközi együttműködésben történő hasznosítása.

Multikristályos napelemek készítése céljából plazmaimmerziós berendezést építettek, amelyben sikerült 50-100 nm vastag, 150-200 Ώ/nm rétegellenállású, n-típusú rétegeket készíteni. A vékonyabb

68

emitternek köszönhetően az elemek kvantumhatásfoka az UV tartományban 5-10%-kal megnövekedett. Az Al-hátlap elkészítéséhez kidolgozták azt az eljárást, amelyben egyidejűleg alakítható ki a napelemek hatásfokát növelő reflektáló réteg, a fémes kontaktus és a hátoldali potenciállépcső. Tanulmányozták a plazmaimmerziós implantációnak, mint olcsó és nagy kihozatallal bíró technológiának a lehetőségeit is.

A pórusos Si kutatása keretében megállapították, hogy gyors hőkezeléssel kialakított oxidáció esetén a méretektől függő mechanikai feszültség keletkezik a pórusos-kristályos határfelületen. Anódikus oxidáció esetén a sugárzó és nem sugárzó átmenetek arányát az elektrokémiai oxidáció sebessége befolyásolja. Sikeresen demonstrálták, hogy a pórusos szilícium a napelemek antireflexiós rétegeként is alkalmazható, előállítása jól illeszthető a szelektív emitteres technológiába. A pórusos Si-rétegek optikai tulajdonságai tág határok között reprodukálhatóan, előre megtervezett módon változtathatóak. Bórral és foszforral adalékolt Si- és HF-tartalmú elektrolit-határfelületek elektrokémiai vizsgálatával meghatározták a koncentrációprofilokhoz tartozó I-V karakterisztikákat azon célból, hogy implantált mintázattal rendelkező szeleteken vastag pórusos rétegek kialakítására nyíljék lehetőség.

A pórusos Si vezetési mechanizmusának kutatása keretében Magyarországon elsőként és egyedül sikerült elektrolumineszkáló, szilárd kontaktusos pórusos szilíciumstruktúrát előállítani. A szabad szemmel is látható fehéres fény emissziója már 2-5 V feszültségnél megfigyelhető. A struktúra változtatásával előállítottak egy vörös fényt emittáló, kb. 3 nagyságrenddel jobb hatásfokú szerkezetet is.

Egy Copernicus-program keretében a pórusos szilícium nagy fajlagos felületét használják ki gázérzékelő mikroszerkezetek előállításához. Bebizonyították, hogy az atomos rétegepitaxiás (ALE) eljárás módosításával egyenletes rétegleválás érhető el 1-3 mm vastag mezopórusos rétegekben is. Megtervezték és előállították az integrálható gázérzékelő alapszerkezet első változatait.

A rácscsatolóval ellátott hullámvezető szenzor orvosi és biotechnológiai célokra történő hasznosítása keretében (EUREKA program) kidolgozták a világrekordot jelentő, 0,2 µm vonalszélességű, nagy felületű, szinuszos vastagság-eloszlású ábrák anizotrop marási technikáját, és olyan felülettisztítási technikák fejlesztését kezdték meg (mechanikai polírozás, nedves kémiai marások és plazmás tisztítások kombinációja), melyek az üveghordozó felületének optikai tulajdonságait érintetlenül hagyják.

A BME-KFKI Kísérleti Fizika Tanszékkel közösen előállították a piezorezisztív elven működő gyorsulásérzékelők első példányait, valamint az MMG AM megbízásából megtervezték és előállították a 10-600 bar

69

nyomástartományban működő piezorezisztív nyomásmérő csipek tesztpéldányait.

A BME Atomfizika Tanszékével közösen végzett gyémántréteg-leválasztások vizsgálata során megállapították, hogy a mikrohullámú plazmás eljárással Si-ra leválasztott gyémántfilmek SiC, amorf C és gyémánt C rétegekből épülnek fel. Sikeresen adaptálták a 30-70 MHz tartományban működő felületi akusztikus hullámszűrők (SAWF) teljes gyártástechnológiáját a LiNbO3-szeletek megmunkálásától a tokozásig. A technológia birtokában lehetőség nyílt könnyen mérhető, tokozott szenzorok előállítására is.

Mágneses kutatások és kristálynövesztés

A kutatások alapfeladata különleges tulajdonságokkal rendelkező lágymágneses anyagok (egykristályos, nanokristályos és amorf szalag) előállítása és tulajdonságainak vizsgálata, valamint ezen anyagok alkalmazása szenzorikai célra.

Kimutatták a koercitív tulajdonságok és a doménszerkezet közötti összefüggést, és kísérletileg alátámasztott elméleti számításokkal igazolták, hogy magnetosztatikus módon befolyásolhatók a hiszterézis-veszteségek. Kvantitatív, empirikus kapcsolatot mutattak ki a koercitív tulajdonságok és az egyéb mágneses paraméterek, valamint a hőmérséklet és a kristályszerkezet között. Mérési eljárást dolgoztak ki, amelynek segítségével meghatározták, hogy a koercitivitás két alapvető forrása – a doménfalak mágneses paraméterei, valamint az anyag lokális inhomogenitásai – közül az anyaghibák azok, amelyek döntő mértékben befolyásolják a mérhető koercitív térerősséget.

Kutatásaikat kiterjesztették a Finemet típusú amorf/nanokristályos ötvözetekre, továbbá a vékony-, illetve multirétegekre is, amelyek a mágneses kutatások és alkalmazások új, sokat ígérő anyagát jelentik. Meghatározták, hogy a kristályosodási lépések hogyan zajlanak le a különbözőképpen előállított amorf szalagokból kiindulva. Kidolgozták a vasalapú amorf és nanokristályos ötvözetek klaszterizációjának modelljét. Megállapították, hogy a nanokristályos szalagban elérhető mágneses tulajdonságok szempontjából lényeges az amorf állapotban létrejövő klaszterizáció és kialakították a lágymágneses viselkedés szempontjából legkedvezőbb hőkezelést.

Feszültség (húzás) alatt hőkezelt amorf szalagokban megállapították a koercitív térerősség függését az indukált anizotrópia nagyságától, a doménszerkezettől, az alkalmazott mágneses tér irányától és a kristályosodás mértékétől. Kimutatták, hogy bizonyos esetekben a különféle, koercitivitásra vezető hatások additíve összegezhetők.

70

Kifejlesztettek és sikerrel alkalmaztak egy olyan új mérési összeállítást, amelynek segítségével a hiszterézis-folyamatokat leíró elméleti Preisach-modell következtetései közvetlenül összevethetők a kísérleti adatokkal. A négyszögletes hiszterézissel bíró részecskékből álló rendszer elemei közötti magnetosztatikus kölcsönhatást vizsgálták, közvetlen mérésekkel és numerikus módszerrel.

Az egykristály-növesztés terén kidolgoztak egy új eljárást, ami a Czochralski típusú növesztés során változtatja a húzási sebességet, és ezáltal biztosítja az adalékok egyenletesebb eloszlását. Emellett optimalizálták a különféle lézerkristályok (Nd, Cr.GGG és Nd:YVO4) növesztését.

Az epitaxiális gránátrétegek növesztésénél kidolgozták az extra vastagságú (300 µm), illetve vékonyságú (<1µm) rétegek, valamint a Bi és Ga tartalmú YIG és LuYIg rétegek előállítási technológiáját. Ez utóbbi rétegek az irodalomból ismert anyagoknál kétszer nagyobb magnetooptikai jósági tényezővel rendelkeznek. Ezek az anyagok kitűnő modellanyagul szolgálnak a magnetooptikai kutatásokhoz, ugyanakkor jól hasznosíthatók a különféle gyakorlati alkalmazások során, mint pl. az optikai hullámvezetők és szűrők előállításában. Kidolgozták továbbá a hullámvezető vékonyréteglézerek alapanyagául szolgáló Nd,Cr: Gd3Ga5O12 összetételű rétegek gyártástechnológiáját.

Kidolgoztak továbbá egy Bi2Sr2CaCu2O12 magas hőmérsékletű szupravezető oxidegykristály előállítására szolgáló optimális módszert. Az itt előállított szupravezető egykristályokon elvégzett vizsgálatok több, a világon először kimutatott jelenséget eredményeztek (transzportáram által generált feszültség tér- és időkorrelációja, mágneses és ellenállás-anomália kimutatása 220 K környékén.

Az általuk kifejlesztett nagy érzékenységű mágneses térmérési metodikát alkalmazták az örvényáramú anyagvizsgálatban. Ezzel a módszerrel a vezető anyagokban lévő szerkezeti hibák igen nagy érzékenységgel vizsgálhatók. Standard mintákon sikerült a hátoldalon lévő 10%-os repedéseket kimutatni.

Optikai anyagvizsgálati kutatások

A kutatások alapfeladata a foton-szilárdtest kölcsönhatások vizsgálata, az eredmények felhasználásával optikai mérési, vizsgálati módszerek fejlesztése az intézet kutatási feladatainak megoldására.

Az optikai kutatások több, részben összefüggő témában folytak. Az első az ellipszometria (reflexiós polarimetria) témában való mérési és méréskiértékelési módszerek fejlesztése és a módszerek alkalmazása vékonyréteg-technológiai kutatásokra. Az egyhullámhosszas berendezéssel folytatott kísérletek alapján kidolgozott módszereket

71

sikeresen adaptálták a spektroszkópiai ellipszométeres (SE) mérésekhez. Üzembe helyeztek továbbá egy saját fejlesztésben előállított ellipszométert. A mérésekkel meghatározták az ionimplantált szilícium-rácskárosodás profilját. A módszer lehetővé teszi hőkezelés hatásainak vizsgálatát is. A pórusos szilíciumrétegek vastagságának és törésmutatójának (porozitásának) meghatározását spektro-ellipszometriával és egyhullámhosszas ellipszometriával több projektben is alkalmazták.

Szisztematikus vizsgálatok folytak arról, hogy a spektroellipszometriát kvantitatív módszerré tegyék az ionimplantáció okozta rácskárosodás mélységprofiljának meghatározására. A mélyen eltemetett roncsolt rétegek esetén a spektrumok nagy hullámhosszú tartományában megfigyelt interferencia-oszcillációk megfelelő optikai modellel végrehajtott kiértékelése reális mélységprofilt eredményezett.

A pásztázó infravörös mikroszkóp (SIRM) fejlesztése és tesztelése során sikerült bebizonyítani, hogy ez az eszköz képes a több száz µm vastag szeletek belsejében is mikron alatti felbontással detektálni a különböző szórócentrumokat, és egyúttal alkalmas a mikroüregek statisztikai változásának követésére is.

Az anyagtudományi alkalmazott lézeres kutatások terén sikerült megvalósítani optikai rácscsatolt hullámvezetőket biológiai anyagok érzékelése céljából. A 2400 vonal/mm-es rácsot sikerült ionimplantációval „exponálni” üveg felülete alá úgy, hogy az üveg eredeti felülete megmaradt, így lehetséges síkban megmaradó hullámvezetőt készíteni a felületére.

Az elméleti optikai kutatások terén széles szögű interferencia-kísérleteket végeztek lumineszcens fényben. A SIRM-fejlesztés elméleti megalapozására végzett munka (analitikusan megoldott diffrakciós integrálok) más területeken is alkalmazhatónak bizonyult (pl. üvegszálas fókuszálás vagy a Fourier-optika).

Bioelektronika

A csoport tevékenysége a szív által létrehozott testfelszíni potenciál-eloszlás információtartalmának vizsgálatára, illetve a diagnosztikai célú „lényegkiemelésre” irányult.

A testfelszíni potenciáltérképezés a hagyományos EKG sokelektródás kiterjesztése, ami lehetővé teszi a szívizom lokális elektromos elváltozásainak részletesebb megismerését. A propagációs szívmodell felhasználásával igazolták, hogy a testfelszíni potenciál-eloszlás alapján detektálhatók a szíven belüli aktivációs hullám terjedésének fiziológiai szempontból karakterisztikus mozzanatai.

72

Kidolgozták a statisztikai térképinterpretáció-adatbank osztályonkénti mintanagyságára vonatkozó követelményeket, a térképábrázolás dimenzionalitása függvényében. Megállapították, hogy fix számú minta esetén a figyelembe vehető dimenzionalitásnak optimuma van. A statisztikai térkép-interpretációt lehetővé tevő adatbázis létrehozására megteremtették a módszertani és programkereteket, magára az adatfeltöltésre nemzetközi kooperációt hoztak létre.

A kamrai aktiváció karakterisztikus eseménydetektálás-tulajdonságainak szimulációs eljárásokkal való elemzése során megállapították, hogy a predikciós eljáráson alapuló korábbi eljárás kimutatja azon karakterisztikus eseményeket is, amelyek az aktivációs front és egy infarktusos terület kölcsönhatásából keletkeznek. Felvázolták egy olyan inverz feladatmegoldó rendszer elvét, amely a karakterisztikus eseményeket detektáló algoritmus alapján generálja a karakterisztikus események szekvenciáját, majd második lépésben a fenti szekvenciához illeszthető modellt határozza meg, és ezt tekinti az inverz feladat eredményének.

Kvantitatív mikroszkópia

A téma alapfeladata automatikus képfelismerési módszerek fejlesztése, elsősorban mikroszkópiai vizsgálatokra. Kifejlesztettek egy általános képfeldolgozó rendszert, amely kompozitok, textilből készült anyagok, kovácsolt volfrámtöret felület, plazmaszórt és lézeresen hőkezelt rétegek szerkezetvizsgálata mellett orvosbiológiai célokra is használható.

A textilstruktúrát vizsgáló rendszer alkalmas fonalszálak átmérőjének és csavarodási szögének mérésére és ez alapján annak meghatározására, hogyan változnak a fonalszál geometriai paraméterei különböző igénybevételek hatására. Létrehoztak egy mikroszámítógéppel vezérelt rendszert félvezetőszeleteken elhelyezett optikai karakter és vagy vonalkódok felismerésére. Automatikus töretfelület ellenőrző rendszer készült a GE, valamint mikroszkópos felületanalizáló rendszer a Protetim részére.

Tumordiagnosztikai területen kidolgoztak egy gyors és pontos DNS-tartalom-meghatározó és a betegséget korán diagnosztizáló és prognosztizáló eljárást. Diagnosztikai eljárást dolgoztak ki a belsőleg adott antibiotikumok, nem szteroid gyulladáscsökkentők, láz- és fájdalomcsillapítók okozta nemkívánatos bőrjelenségek és gyógyszeres szenzibilizáció vérből történő meghatározására. Kapillármikroszkóphoz illesztett egyedi vérsejtek sebességének mérésére alkalmas diagnosztikai berendezést készítettek a Debreceni Orvostudományi Egyetem megrendelésére, amely alkalmas keringési rendellenességek vizsgálatára.

Számítógépes modellezés és elméleti kutatások

73

Az atomok rendeződési jelenségeinek leírására az Ising típusú modellek nagyon sikeresnek bizonyultak. Az elméleti csoport ezen vizsgálatok kiterjesztését tűzte ki célul olyan anyagcsaládokra, melyek bonyolult kristályszerkezettel rendelkeznek, illetve olyan nem egyensúlyi folyamatokra, melyek a technológia számára kínálnak újabb lehetőségeket. E vizsgálatok során a számítógépes szimulációk mellett továbbfejlesztették a dinamikus klaszter-módszert, és javasoltak néhány fenomenologikus leírást is a jelenségek értelmezésére.

Az alkáli fulleridek egyensúlyi (szerkezeti) tulajdonságainak, illetve fázisdiagramjainak értelmezésére kidolgoztak egy olyan rácsgázmodellt, ami az alkáliionok Coulomb-kölcsönhatása mellett az árnyékolást is figyelembe veszi.

Az elektromos tér rendeződésre gyakorolt hatását vizsgálva megmutatták, hogy az egyen és váltakozó terek alkalmazásával a láncszerkezetű atomi elrendeződések iránya befolyásolható. Elméleti szempontból ennél is fontosabb, hogy a hosszú távú, sakktáblaszerű elrendeződés kialakulását a külső elektromos tér képes megakadályozni. Sikerült bebizonyítani, hogy az önszerveződő polidomén állapotot a szemcsehatárok mentén kialakuló részecskeáramlás, illetve az ennek következtében megjelenő határfelületi instabilitás tartja fent.

A későbbiek során ezeket a kifejlesztett technikákat a csoport eredményesen adaptálta más modellek (sztochasztikus sejtautomaták, egyesülő-megsemmisülő bolyongás, térbeli evolúciós játékelmélet, két hőmérsékletű rendszerek) és univerzális nem egyensúlyi fázisátmenetek vizsgálatára is, melyek ékesen bizonyítják a statisztikus fizika módszereinek eredményességét számos más területen is.

Az intézet kutatóinak munkáját több kitüntetéssel is elismerték. 1992-ben Japánban az Év Feltalálója címet Bársony István, az Akadémiai Ifjúsági Díjat Fried Miklós kapta. 1993-ban Széchenyi-díjban részesült Gyulai József, 1996-ban pedig Szigeti György-díjban Lohner Tivadar.

Függelék Mellékelek, teljes terjedelmükben, néhány olyan publikációt, amelyek – a „nagyon jókor, nagyon helyen” létünk eredményeként – száz feletti hivatkozást hoztak, és amelyektől azt reméljük, hogy jelentősen hozzájárultak – végső fokon – az MFA nemzetközi elismertségéhez is. Tematikus felosztásban: • Rutherford Backscattering Spectrometry és Channeling (RBS),

valamint legsikeresebb kezdeti alkalmazásai

74

J. Gyulai, O. Meyer, J.W. Mayer, V. Rodriguez: Analysis of silicon nitride layers on silicon by backscattering and channeling effect mea-surements, Appl. Phys. Lett., 16, 232 (1970) Linkek\(1)APL16-232.pdf O. Meyer, J. Gyulai, J.W. Mayer i: Analysis of amorphous layers on silicon by backscattering and channeling effect measurements, Surf. Sci., 22, 248 (1970) Linkek\(2)MRBSSurfSci22-248.pdf J. Gyulai, J.W. Mayer, V. Rodriguez, H.J. Gopen, A.Y.C. Yu: Alloying behavior of Au and Au-Ge on GaAs, J. Appl. Phys., 42, 3578 (1971) Linkek\(3)JAP42-3578.pdf J. Gyulai, J.W. Mayer, I. Mitchell, V. Rodriguez: Outdiffusion through silicon oxide and silicon nitride layers on gallium arsenide, Appl. Phys. Lett., 17, 332 (1970) Linkek\(4)APL17-332.pdf L.S. Hung, J. Gyulai, J.W. Mayer, S.S. Lau, M.-A. Nicolet: Kinetics of TiSi2 formation by thin Ti films in Si, J. Appl. Phys. 54, 5076-5080 (1983) Linkek\(12)HJAP54-5076TiSi.pdf

• Orientation Dependence

H. Müller, W.K. Chu, J. Gyulai, J.W. Mayer, T.W. Sigmon, T.R.Cass: Crystal orientation dependence of residual disorder in As implanted Si, Appl. Phys. Lett. 26, 292 (1975) Linkek\(5)MAPL26-292.pdf L. Csepregi, J.W. Mayer, and T.W. Sigmon: Channeling effect measurements of the recrystallization of amorphous Si layers on crystal Si, Phys. letters, 54A, 157 1975 Linkek\(6)Csepregi-cikk.pdf L. Csepregi, E.F. Kennedy, J.W. Mayer, and T.W. Sigmon Substrate-orientation dependence of the epitaxial regrowth rate from Si-implanted amorphous Si, J.Appl. Phys. 49, 3906 (1978) Linkek\(7)CsJAP49-3906.pdf

• Preamorphization technique

L. Csepregi, E.F. Kennedy, T.J. Gallagher, J.W. Mayer, and T.W: Sigmon: Reordering of amorphous layers of Si implanted with 31P, 75As, and 11B ions, J. Appl. Phys. 48, 4234 (1977) Linkek\(8)CsJAP48-4234.pdf S.S. Lau, S. Matteson, J.W. Mayer, P. Revesz, J. Gyulai, J. Roth, T.W. Sigmon: Improvement of crystalline quality of epitaxial Si layers by ion-implantation, Appl. Phys. Lett. 34, 76 (1979) Linkek\(9)SSAPL34-76.pdf

i Érdekességként megemlítem, hogy ezt – a később az RBS-C egyik alapcikkének számító – munkát a Surface Science főszerkesztője, Harry A. Gatos visszadobta, csak sok „nagyágyú” támogatásának felvonultatása után jelenhetett meg. Pedig a gyors APL-közlemény (JG-OM-JWM-VR) sikere már érezhető volt. A levelezést becsatolom. Linkek\Gatos-Mayer.pdf

75

• „A kombinatorikus anyagtudomány” kezdetei

Balázs, L. Hermann, J. Gyulai: Determination of junction depth in implanted silicon by "pulled" anodization and capacitance-voltage measurements, phys. stat. sol. (a) 29, K105 (1975) Linkek\[10]pss29K105 (75) .pdf L.S. Hung, M. Nastasi, J. Gyulai, J.W. Mayer: Ion-induced amorphous and crystalline phase formation in Al/Ni, Al/Pd and Al/Pt thin films, Appl. Phys. Lett., 42, 672 (1983) Linkek\[11]HAPL42-672.pdf

• Optikai eredmények

P.Török, P.Varga, Z.Laczik, and R.Booker: Electromagnetic diffraction of light focused through a planar interface between materials of mismatched refractive indices: an integral representation, J.Opt.Soc.Am. A 12. 325, 1995. Copyright okok miatt a teljes szövegét nem közölhetjük. Copyright engedély Linkek\AIP permission.doc

76

INDEX (100)-orientációjú alapanyag, 16 Ádám János, 29 adatrendező, 8 agystimulátor, 7 ALE, 73 Alekszandrov, 12 Altmann, 40 Amsel, 37, 80 Andrási, 24, 25 anódos oxidáció, 21 ASIC, 28, 45, 46, 47, 51, 52 Baglin, 64 Bak Miklós, 47 Balázs Erzsébet, 58 Bánki Ferenc, 19, 28 Bársony, 2, 4, 31, 53, 54, 58, 66, 78 Bársony István, 2, 4, 53, 54, 58, 78 Bartha László, 5 Bartók-Kodály, 9 Battistig, 37 BAYATI, 66 BEALUCA, 23 Beleznay, 57 Bell, 11, 29, 32 Bencze György, 43 Bertóti Imre, 66 BF2

+, 34 Binder, 19, 40, 52 Binder Gy, 19 Bioelektronika, 76 biomérnökség, 9 Biró, 63 Bíró Gábor, 65 BME, 8, 14, 19, 38, 53, 57, 73 BME-KFKI Közös Kísérleti Fizika Tanszék,

57, 64 BOA, 46, 47 BOÁK, 46 Bodócs L.)., 20 Bohmische Physical Society, 63, 64 Boltzmann-faktor, 11, 15 Borsos István, 47 buborékmemória, 7, 8, 24, 25, 26, 28,

31, 40, 55 Buborékmemória célprogram, 7 Buborékmemória Célprogram, 4 Burte EP, 22 Bürger, 27 Cahill, 63 CaLif, 37, 70 Caltech, 5, 6, 7, 11, 12, 15, 16, 17, 24,

32, 62, 64 Carl Zeiss, 40 Class 100, 40, 52 CNRS, 7, 37, 38 CNT, 10, 63, 64

Copernicus-program, 73 Cornell, 5, 11, 32, 33, 36, 38 CVD, 48, 49, 51 Czaffer, 27 Czochralski, 26, 59, 74 csatornahatás, 16, 17 Csepregi, 13, 15, 16, 18, 34 Csepregi László, 13, 15, 34 Daldrop, 52 David Mann, 40 Davies, 64 della Torre, 62 Demeter, 27, 80 Doktorvater”-e, 38 DOLPHIN, 8 doménszerkezet, 73 Doolittle, 28 Dücső Csaba, 47, 52, 58 E-beam, 44 Eddy-áram, 62 EG-2 Van de Graaff, 12 Eichinger, 65 Eisler Gyula, 50, 52 EIVRt, 6, 12, 13, 14, 20, 25, 29, 34, 40 EIVRT, 6 EKG, 9, 76 electroless, 21 ellipszometria, 8, 9, 29, 30, 31, 56, 67,

75 ELTE, 38 EM 549/A, 40 embargo, 39 ENDE, 61 Eördögh, 24, 25, 42, 58 Eötvös, 9, 22, 23 Eötvös-program, 9 epitaxia, 7, 25, 33 epitaxiális gránátrétegek, 74 ERDA, 10, 33 Erő János, 12 Erős Magda, 14 EU 7., 21 EUREKA, 73 EUREM, 22 Evans, 15 excimer lézerek, 48 Farkas János, 43 félvezetők lézeres hőkezelése, 6 Félvezetőszenzor-kutatások, 72 ferdecsiszolat, 10, 21 FhG IISB, 38, 61 FhG-IIS, 31, 38 FhG-Institut für Integrierte Schaltungen,

37 FIAN, 63 Finemet, 74

77

Flerov, 63 Forgács Béla, 40, 42, 44, 50 Fóti úti telephely, 5, 67 fotolitográfia, 7, 25, 59 Fraunhofer, 30, 34, 35, 39 Fraunhofer-Institut, 37 Freeman-source, 62 FRENDTECH-EAST, 38 Fried, 2, 22, 27, 29, 30, 31, 37, 50, 53,

58, 78, 80 Fried Miklós, 2, 27, 50, 53, 58, 78 Friedrich Alexander, 37 Friedrich-Alexander Universität, 65 Fuchs Erik, 23, 24 Gaál Endre, 40, 43 GaAs-eszközök, 22 gadolinium-gallium-gránát, 26 Gál, 24 GaSb, 23 George Washington University, 62 Gergely, 29 GGG, 7, 26, 42, 53, 74 GPS-CNRS, 37 Guszev, 62 Gyimesi Jenő, 14, 29 Gyulai, 1, 4, 5, 12, 13, 15, 16, 18, 19,

21, 22, 28, 53, 64, 78, 79, 80 Gyulai József, 1, 4, 5, 13, 14, 21, 53, 78 Gyúró Imre, 23 H. Müller, 15, 16, 79 Hamamatsu, 53 Hámori András, 42, 43, 44, 50 Havancsák, 63 Hegedűs András, 11, 14, 15, 47 hélium-kriosztát, 54 Hermann László, 21 HIKI, 8, 14, 19, 40, 44 Honty, 40 HOPG, 10, 63, 64 hot plate, 49 Hughes Aircraft, 19 Humphrey, 24, 62, 80 Hysteresis, 61 IBA, 28, 37, 61 IBM, 10, 14, 42 IBMM, 32, 61, 80 ICSE, 61 III-V, 22, 23, 66 III-V-típusú, 22 IISB, 37, 65 IIT, 61 Illés Árpád, 50, 52 ILU, 6, 12, 13, 27, 34 implanter, 6, 13, 27, 53, 59 in situ ellipszometria, 38 Infineon, 38 InSb, 23

integrált áramkör, 5 Intel, 5, 16, 17, 19 Interkozmosz, 22 intézetkonszolidáció, 54, 67, 69 Ion Implantation Technology", 11 Ionenimplantation", 65 ionimplantáció, 5, 12, 14, 16, 17, 24,

30, 31, 34, 56, 59, 70, 75 Ionimplantáció, 67 Ionimplantációs Célprogram, 4, 12, 28 ionsugaras analitikai kutatások, 69 ion-szilárdtest kölcsönhatások, 69 ischemiás veszélyek, 9 Ising-modellen, 9 Iványi, 50 Jánossy, 66 JEOL, 60 Jeszenszky Géza, 63 JINR, 10, 63 John Poate, 11 Juhász, 25, 53 Kádár, 2, 24, 25, 53, 62 Kádár György, 2, 25, 53 Karacs Albert, 40, 42, 44, 50 Kémiai Kutatóközpont, 66 képfeldolgozás, 9 Keresztes Péter, 2, 14, 19, 28, 34 Keszei, 25, 53, 80 Keszthelyi Lajos, 13, 27 KFKI Campus, 67 KFKI-ATKI, 4, 5 KFKI-MKI, 4, 12 Khaibullin, 31 Királyhidi László, 13 Kisdi Dávidné, 4, 25 Kísérleti Fizika Tanszék, 65 Klopfer, 27 kombinatorikus anyagtudomány, 10, 11,

21, 79 kombinatorikus anyagtudomány/kémia",

11 Konszolidációs Bizottság, 67, 68 Kótai Endre, 2, 10, 14, 27, 28, 33 Kozmann György, 58 Krafcsik, 32, 33, 53, 54, 58 Kraft, 9, 29, 54 KRAFT, 32 Kraft Kft, 66 Krén Emil, 3, 4, 24, 28, 39, 47, 51 Kurcsatov, 12, 13, 31, 62, 65 Küllen, 64 LACVD, 48, 49, 50, 51 Laczik, 36 LARIE, 48 lattice mismatch, 18 Lau, 64, 78, 79, 80 Lendvay Ödön, 23

78

léptető kamera, 40, 44 lézeres abláción, 42 lézeres pantográf, 49 Lézeres reticle ábragenerátor

(LRGS), 44 LiNbO3, 73 LOBSTER, 8 Lohner, 2, 22, 27, 29, 30, 31, 50, 58,

78, 80 Lohner Tivadar, 2, 27, 29, 30, 50, 58, 78 Lovas István, 3 LPE, 23, 69 LPF, 48, 49, 50 LRS-001 (laser repair station), 42 LSI Kft, 8, 19, 28 LSI Logic, 52 mágneses buborékmemória, 7 Mágneses kutatások, 67, 73 magneto-optikai memóriákkal, 8 Majoros Ákos, 50, 52 makyoh topográfia, 38 Manuaba, 27, 37 Maróti, 58 maszkjavító, 42, 43 maszktechnológia, 39, 42 Max-Planck, 39 Mayer, 2, 11, 15, 16, 17, 18, 19, 24, 28,

32, 34, 36, 64, 78, 79, 80 MBE, 9 memória, 25, 40 MEMS, 7 mérnök-fizikusképzés, 65 Meskó, 27 Mészáros Gyula, 50 MEV, 8, 20, 28, 29, 39, 42, 44, 46, 51,

53, 56 Meyer, 64, 78, 80 Mezey Gábor, 15, 27 MicroT, 9 mikroelektróda, 20 MikroT, 55 Mikrovákuum, 47 Milestone Series”-be, 8 MKI, 3, 8, 19, 20, 26, 28, 31, 38, 39,

40, 42, 43, 44, 46, 47, 48, 50, 51, 52, 55, 57, 61

MOCVD-technika, 69 Moeller, 64 Mohácsy, 2, 10, 14, 20, 34 Mohácsy Tibor, 2, 10, 14, 20 Moore, 1, 5, 7, 8, 16, 19, 30, 31, 34, 44 MOS, 5, 6, 7, 8, 14, 51 MOS-tranzisztor, 6, 7, 14 MSzKI, 19, 68 MTA, 5, 56, 57, 67, 68, 69 Nagy Árpád, 64 Nagy György, 42

nanotechnológia, 10, 71 napelemek, 72 NASA, 23 National Science Foundation, 15 NAÜ, 33 Német György, 47 NICTL, 48, 50 NIK, 27 Nishizawa, 53 NRA, 37, 80 NSF, 16, 19, 24, 34 nyomásmérővel, 7 OMFB, 8, 19, 24, 44, 51, 55 organometallikus, 43 orientáció, 5, 16, 34 Orientation dependence, 5 Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság, 5 Ortec, 60 Oxford, 36 oxidkristálynövesztés, 25 Pacher Donát, 19 Paitz, 24, 25, 53 Pájer, 25 Pál Lénárd, 3, 12, 24 Palmström, 32 Pardavi, 24, 25, 36, 80 Pardavi-Horváth, 62 Pászti, 2, 11, 28, 33, 37 Pászti Ferenc, 2, 11, 28, 33 Pásztor, 13, 27 Pásztor Endre, 13 Pécz, 21, 22 perfect doping, 17 Perfect doping", 18 Pető, 2, 31, 58 Pető Gábor, 2, 58 Petrik, 31, 37 PIBA, 32, 33 PIII, 66 Pintér, 24, 25 plazma-LPCVD, 9 pn-átmenet, 22 pn-átmenetek, 6, 21, 34 Pócs Lajos, 11, 33 Podmaniczky András, 44 pórusos Si, 70, 72 pórusos szilícium, 37, 70, 72, 73 preamorfizációs, 6, 17, 18 preamorfizációs eljárás, 17 preamorfizációs” eljárás, 6 Preisach, 62, 74 Pungor, 66 Qimonda, 38 RAM, 6, 8, 14, 20 RBS, 12, 13, 16, 22, 28, 78 RBS-C, 63, 64 Révész, 14, 15, 32, 36

79

Révész Ágnes, 47 Révész Péter, 14, 15, 32, 36 Riedl, 13, 27, 50 Riedl Péter, 13 Rimini, 61, 64 Roadmap, 31 roncsolásmentes, 8 RTP, 51 Ruge, 35 Rutherford Backscattering, 12, 78 Ryssel, 34, 35, 37, 65 SAFI, 6, 7, 12, 27 Sandia, 36 Sándory, 39, 40, 44 Schiller Róbertné, 14, 47 Semilab, 8, 36 Siemens, 38, 61 Simon Zoltán, 19 SIMOX, 33, 62 SIRM, 8, 36, 75, 76 Smart cut®, 11, 34 Smart Cut®, 33 Smart cut®”, 11 SOI, 11, 18, 22, 33 SOI-technológia, 11 Somogyi, 68 SOS, 18, 22, 33 sp2-sp3 hibridizáció, 9 SPEG, 11, 17 spektroszkópiai ellipszométeres, 75 SPIE, 43 stabilitás szigetének”,, 63 Ster András, 47 STM, 60, 71 Strausz Tamás, 2, 4, 28, 47, 51, 55 sugárzásállóság, 18 Susana, 35, 36 Süveges, 25, 53 Szabó, 2, 3, 22, 38, 40, 42, 44, 47, 48,

52, 53, 55, 58, 80 Szabó Ferenc, 3, 22 Szabó György, 53, 58 Szabó Zsolt, 2, 38, 40, 42, 44, 47, 48,

52, 55, 58 Szatmáry Zoltán, 3 szcientometria, 67, 68 Szemchisen, 48 szén nanocső, 10 Szendrő, 47 szenzorika, 8, 35 SzFKI, 3, 42 Szilágyi, 2, 28, 37 Szilágyi Edit, 2, 28

szilícium szigetelőn, 18 Szőkefalvi-Nagy, 27, 80 Szöllősy, 53, 62 SZPLAV, 23 T.W. Sigmon, 16, 18, 79 Ta Manh Dung, 42, 50 Tarnay Kálmán, 19 TELEMIC-2, 47 Thermal history, 10, 14, 15 Thermaprobe", 30 tiszta félvezető-laboratórium, 14 Titov, 62 TOKAMAK, 10, 11 Tompa Kálmán, 3 Tóthné-Gittinger Edit, 2 Török, 36 TPA, 12, 38, 47 Tudományos Tanács, 56, 57 Tuscher István, 50 Twente, 53 UER, 40 Ugray L, 19 ULA konténer, 46, 48 Ullrich, 64 USA--USSR, 32 űrkemence-program, 24 Vadasdi Károly, 69 Vályi, 37 Vannay, 66 Varga, 27, 36, 80 varicap-dióda, 6 Vasvári, 3, 65 Vasvári Béla, 3 Vavilov, 63 Vázsonyi, 24, 25, 37, 47 Vértesy, 2, 24, 25, 36, 53, 58, 80 Vértesy Gábor, 2, 24, 36, 53, 58 Videoton, 47 Vizkelethy, 36 Washington University, 36 Wiegandt Richárd, 2 Wiget R, 22 Williams, 11 zafír, 18 Zanati Tibor, 14 Zawadowski, 66 Zimmer, 2, 4, 24, 28, 39, 40, 44, 47, 48,

51, 65, 80 Zimmer György, 2, 4, 24, 28, 39, 40, 47,

48, 51 Zimmer György., 2 Zulauf János, 47

Hivatkozások

80

1 J. Gyulai: Physics related materials research in Hungary, Fizikai Szemle 49(1999)190 2 P.Keresztes, T.Mohácsi, A.Hegedűs: Theoretical Model for Calculation of Breakdown Voltage of Implanted p-n Junctions, Solid-State Electronics, 19. (1976) 415-418 3 P. Revesz, Gy. Farkas, J. Gyulai: Behavior of antimony above solid solubility in silicon produced by implantation and laser annealing, Proc. IBMM'78 (Eds. J. Gyulai, T. Lohner, E. Pasztor), KFKI Publ. Budapest, 1978, p. 271; továbbá Rad. Effects 47, 149 (1980) 4 L. Keszthelyi, I. Demeter, G. Mezei, Z. Szőkefalvi-Nagy, and L. Varga: Backscattering investigations on silicon, Mezhdunarodn. Raboch. Soveshch. po Vnedr. Ionov, Rossendorf, ZfK – 236 (1973), p. 111. 5 E.g., J. Gyulai, O. Meyer, J.W. Mayer, and V. Rodriguez: Analysis of silicon nitride layers on silicon by backscattering and channeling effect measurements, Appl. Phys. Lett., 16(1970)232; W.F. Tseng, J. Gyulai, S.S. Lau, J. Roth, T. Koji, and J.W. Mayer: Investigation of interfacial dislocations by backscattering spectrometry and transmission electron microscopy, Nucl. Instr. Meth. 149(1978) 615 6 e.g., G. Amsel, F. Paszti, E.Szilagyi, and J. Gyulai: p,d and α particle discrimination in NRA: thin, adjustable sensitive zone semiconductor detectors revisited, Nucl. Instr. Meth B63 (1992)421

7 G.J. Zimmer, T.M. Moris, K. Vural, F.B., Humphrey, Appl. Phys. Lett. 25 (1974) 750

M. Pardavi-Horváth, Progress in Crystal Growth and Characterization, 5 (1982) 175 M. Pardavi-Horváth, A. Cziráki, I. Fellegvári, G. Vértesy, J. Vandlik, B. Keszei, "Origin of coercivity of Ca-Ge substituted epitaxial YIG crystals", IEEE Trans Magn., MAG-20 (1984) 1123 G. Vértesy, I. Tomás, "Survey of the dependence on temperature of the coercivity of garnet films", J. Appl. Phys., 77 (1995) 6426 É. Kisdi-Koszó, I. Szabó, Z. Vértesy, M. Kuzminski, P Kollár, "Magnetic properties of finemet-type thin layers", J. Magn. Magn. Mater. 160 (1996) 333

8 N.Q.Khánh, A. Hámori, M. Fried, Cs. Dücső, and J. Gyulai: Non-destructive Detection of Microvoids at the Interface of Direct Bonded Silicon Wafers by Scanning Infrared Microscopy, J. Electrochem Soc. 142 (1995) 2425 9 P.D.Berezin, P.Varga, Cs. Zakar, G.Kiss: Perekrestnye shumi odnomernogo upravlyaemogo transparanta na osnove poperetshnogo effekta v elektroopticheckoy keramiki, Kvantovaya Elektronika, 8. 2050 (1981)

I.Bányász, G.Kiss, P.Varga: Holographic image of a point source in the presence of misalignement Appl. Opt. 27. 1293, 1988, Beválogtva SPIE Milestone Series 21. 396, 1991 P.Török, P.Varga, Z.Laczik, and R.Booker: Electromagnetic diffraction of light focused through a planar interface between materials of mismatched refractive indices: an integral representation, J.Opt.Soc.Am. A 12. 325, 1995. P Török, P Varga, and GR Booker: Electromagnetic diffraction of light focused through a planar interface between materials of mismatched refractive indices : Structure of the electromagnetic field, J. Opt. Soc. Am. A, 12. 2136, 1995, Beválogatva SPIE Milestone Series, v. 168 #41 P. Török, P.Varga, G.Németh: Analytical solution of the diffraction integrals and interpretation of the wave-front distorsion when light is focused throuh a planar interface between materials of mismatched refractive indices, J.Opt. Soc. Am. A 12. 2660, 1995

81

P Török, P Varga, A Konkol, and GR Booker: Electromagnetic diffraction of light focused through a planar interface between materials of mismatched refractive indices - The structure of the diffracted field II J. Opt. Soc. Am. A, 13. 2232,1996, Beválogatva SPIE Milestone Series, v. 168 #43 P Varga and P Török: Exact and approximate solutions of Maxwell’s equations for a confocal cavity Optics Letters, 21. 1523, 1996 P. Török and P. Varga: Electromagnetic diffraction of light focused through a stratified medium App. Optics, 36. 2305, 1997, Beválogatva SPIE Milestone Series, v. 168 #45 .P. Varga and P.Török: The Gaussian Wave solution of Maxwell’s equations and the validity of scalar wave approximation, Opt. Comm. 152. 108, 1998

10 G.Pető, J.Kanski: Photoemission Spectra of Ion Implanted Amorphous Si and Fe84B16 Metal Glass, Solid state Comm. 38, 377-381 (1981).

G.Pető, T.Lohner, J.Kanski, J.Gyulai: Investigation of Ion Implanted and Annealed Si by UPS and RBS Methods, Nuclear. Instr. and Methods. 199, 445-449 (1982). G.Pető, T.Lohner, J.Kanski: Characterization of Ion Implanted Si by Electronic and Structural Data. Nucl. Instr. and Methods. 209/210, 447-52 (1983). G.Pető, J.Kanski. K.Södervall, Investigation of Electronic Structure of Ion Implanted Amorphous Germanium. Phys. Lett. A 124, 510 (1987).

G.Pető, J.Kanski: Valence Band Density of States of 74As+ Implanted Amorphous Germanium. J. of Non-Crystalline Solids 90, 131-134 (1987). L.Zsoldos, G.Pető, E.Zsoldos, G.Brogren and J.Kanski, Annealing Induced Strain in 31P+ Implanted Si (111) and Si (100).Appl. Phys. Lett. 51, 749-751 (1987). G.Pető, J.Kanski, G.Holmen, Properties of ultrahigh vacuum self-implantation induced amorphous germanium. Appl. Phys. Lett. 55, 692-693 (1989). G.Pető, E.Kótai, J.Kanski, Surface Regrowth of Implantation Damaged Ge <111>. Vacuum 41, 618-620 (1990). G.Pető, L.Rosta, J.Kanski, A.Barna, A.Menelle, R.Belissent, Indication of an Amorphous State of Ge Induced by Heavy Ion-implantation. J. of Non-Cryst. Solids 125, 258 (1990). L. Zsoldos, G. Pető, V. Schiller, E. Zsoldos, G. Brogren, Thermal Oxidation Induced Strain in 31P+ Implanted Si (100). J. Appl. Phys. 68, 1555-57 (1990). Z.E. Horváth, G. Pető, Éva Zsoldos, J. Gyulai: Strain distribution in As+ and Sb+ ion implanted and annealed <100> Si. Nucl. Instr. Meth., B80/81 (1993) 552. G.Pető, Z.E.Horváth, O.Gereben, L.Pusztai, F.Hajdu, E.Sváb: Ion implantation induced structural changes in evaporated a-Ge, Phys. Rev., B50, 539 (1994). G.Pető, J.Kanski: Photoemission studies of amorphous silicon induced by P ion implantation. Sol. State Comm., 96, 919 (1995).

11 E. Lendvay, M. Harsy, T. Görög, I. Gyuro, F. Koltai, J. Gyulai, T. Lohner, F. Paszti, G. Mezey, E. Kotai, M. Ranki, L.L. Regel, V.T. Kharyapov, N.A. Kulchitskiy: Eksperiment "Etves": Viraschivaniye kristallov GaSb v

82

usloviyah mikrogravitatsii, "Salyut-6" - "Soyuz" Materialovedenie i tekhnologiya, Nauka, Moskva, 1985, p. 79, Trudi Konf. Materialovedenie v kosmose, Yurmala, 1983

T. Lohner, L. Varga, G. Mezey, F. Paszti, E. Kotai, J. Gyulai, L.L. Regel, N.A. Kulchitskij, V.T. Khryapov: Issledovanie kristallov GaSb i GaAs, virashchennih v usloviyah mikrogravitatsii, metodom OP i PIXE, "Salyut-6" - "Soyuz" Materialovedenie i tekhnologiya, Nauka, Moskva, 1985, Trudi Konf. Materialovedenie v kosmose, Yurmala, 1983, p. 90-97 I. Gyuro, E. Lendvay, T. Görög, T. Lohner, M. Harsy, I. Pozsgai, K. Somogyi, J. Gyulai, M. Ranky, L. Varga, R. Kotai, J. Giber, L. Bori, L.L. Regel, N.A. Kulchitskiy, V.T. Khryapov: Crystal growth of GaSb under microgravity conditions, IAF Congress, Budapest, IAF-83-153; Acta Astronautica 11, 361 (1984) E. Lendvay, M. Harsy, T. Görög, I. Gyuro, I. Pozsgai, F. Koltai, J. Gyulai, T. Lohner, G. Mezey, E. Kotai, F. Paszti, V.T. Kharyapov, N.A. Kulchitskiy, L.L. Regel: The growth of GaSb under microgravity conditions, J. Cryst. Growth 71, 538-549 (1985)

12 Gaál, B., Vassányi, I., Kozmann, Gy., An Evolutionary Divide and Conquer Method for Long-Term Dietary Menu Planning, Lecture Notes in Artificial Intelligence, LNAI 3581, Artificial Intelligence in Medicine, AIME 2005, pp. 419-423, ISBN: 3-540-27831-1, 2005. Gaál, B., Vassányi, I., Kozmann, Gy., A Novel Artificial Intelligence Method for Weekly Dietary Menu Planning, Methods of Information in Medicine, 44: 655-664, 2005. 13 György Szabó: Monte Carlo simulation of a Coulomb gas in simple cubic lattice, Solid State Ionics 28-30 (1988) 86.

György Szabó: Monte Carlo simulation of reorientation driven by oxygen transport in YBa2Cu3O6.5, Phys. Rev. B 43 (1991) 13 614. György Szabó, Attila Szolnoki and László Bodócs: Correlations induced by transport in a one-dimensional lattice gas, Phys. Rev A 44 (1991) 6375-6378. György Szabó and Attila Szolnoki: Coupled-chain approximation for driven lattice-gas models, Phys. Rev. B 47 (1993) 8260. Géza Ódor, Nino Boccara, and György Szabó: Phase transition study of a one-dimensional probabilistic site-exchange cellular automaton, Phys. Rev. E 48 (1993) 3168

14 L.P. Biró, B. Szabó, G.I. Márk, J. Gyulai, K. Havancsák, J. Kürti, A. Dunlop, L. Frey, H. Ryssel, Carbon nanotubes produced by high energy (E > 100 MeV), heavy ion irradiation of graphite, Nucl.Instr. Meth. B 148(1999)1102-1105 15 Gyulai J.: Jedlik vagy Siemens? Új Magyarország, 1993. jún.26. 16 A. Balázs, L. Hermann, J. Gyulai: Determination of junction depth in implanted silicon by "pulled" anodization and capacitance-voltage measurements, phys. stat. sol. (a) 29, K105 (1975) 17 J. Gyulai: Damage Annealing in Silicon and Electrical Activity, in Ion Implantation Science and Technology, Ed. J.F. Ziegler, Academic Press, New York, 1984, p. 139

J. Gyulai: Experimental Annealing and Activation, in Ion Implantation Science and Technology, 2nd. Ed. J.F. Ziegler, Acad. Press, New York, 1988 pp. 93-164 J. Gyulai: Radiation damage and annealing in ion implantation, in Handbook of Ion Implantation Technology, J.F. Ziegler, ed. (Elsevier, Amsterdam, 1992) p. 69 J. Gyulai and K.S. Jones: Radiation Damage and Annealing in Silicon after Ion Implantation, in "Ion Implantation Science and Technology" ed. J.F. Ziegler (Ion Implantation Technology Co., Yorktown NY, 1996) pp. 229-260.

83

J. Gyulai, K.S. Jones, and P. Petrik: Radiation Damage and Annealing in Silicon, in Ion Implantation Science and Technology, Ed. J.F. Ziegler (Ion Implantation Technology Co., Edgewater, USA, 2000) pp. 239-268.

18 L.S. Hung, M. Nastasi, J. Gyulai, J.W. Mayer: Ion-induced amorphous and crystalline phase formation in Al/Ni, Al/Pd and Al/Pt thin films, Appl. Phys. Lett., 42, 672 (1983),

M. Nastasi, R. Fastow, J. Gyulai, J.W. Mayer, S.J. Plimpton, E.D. Wolf, B.M. Ullrich: Ion induced reactions in Fe/Al Bilayers by Pulsed-Beam Ion irradiation and Xe implantation, Nucl. Instr. Meth. B7/8, 585 (1985)

19 F. Pászti, M. Fried, L. Pogány, A. Manuaba, G. Mezey, E. Kótai, I. Lovas, T. Lohner, and L. Pócs: Pattern formation in metallic glasses induced by helium-ion implantation. I. Experiment, Phys. Rev. B 28, 5688 - 5691 (1983) 20 M. Bruel, Electron. Lett. 31, 1201 (1995) 21 Néhány cikk a kezdetek idejéből:

J. Gyulai, O. Meyer, J.W. Mayer, V. Rodriguez: Analysis of silicon nitride layers on silicon by backscattering and channeling effect measurements, Appl. Phys. Lett., 16, 232 (1970) - az RBS alkalmas kvantitatív mélységi analízisre, gyors közlemény O. Meyer, J. Gyulai, and J.W. Mayer: Analysis of amorphous layers on silicon by backscattering and channeling effect measurements, Surf. Sci., 22(1970) 248 – az előző részletes kifejtése J. Gyulai, J.W. Mayer, I. Mitchell, and V. Rodriguez: Outdiffusion through silicon oxide and silicon nitride layers on gallium arsenide, Appl. Phys. Lett., 17(1970) 332 – a GaAs-technológia védőrétegeinek analízise J. Gyulai, O. Meyer, J.W. Mayer, and V. Rodriguez: Evaluation of silicon nitride layers of various composition by backscattering and channeling effect measurements, J. Appl. Phys., 42(1971) 451 – a Fairchild MNOS technológiájához a szilíciumnitrid leválasztás körülményeinek optimálása J. Gyulai, N.G.E. Johansson, J.W. Mayer, O. Meyer et al.: Ion implantation and backscattering and channeling effect measurements for analysis of semiconductor structure, AFCRL-71-0087, Bedford MA (1971) – összefoglaló az 1969-70-es munkáról J. Gyulai, J.W. Mayer, V. Rodriguez, H.J. Gopen, and A.Y.C. Yu: Alloying behavior of Au and Au-Ge on GaAs, J. Appl. Phys., 42(1971) 3578 – a Fairchild Gunn-dióda gyártásához a kontaktus-készítés paramétereinek optimálása

22 J.W. Mayer, L. Csepregi, J. Gyulai, T. Nagy, G. Mezey, P. Revesz, E. Kotai: MeV He backscattering analysis of ion implanted Si drive-in diffusion and epitaxial regrowth, Thin Solid Films 32, 303 (1976) 23 E. Kotai, T. Nagy, O. Meyer, J. Gyulai, P. Revesz, G. Mezey, T. Lohner, A. Manuaba: Diffusion measurement of implanted Sb into Si using SiO2 encapsulation, Proc. IBMM'78 (Eds. J. Gyulai, T. Lohner, E. Pasztor), KFKI Publ. Budapest, 1978, p. 573; Rad. Effects 47, 27 (1980). 24 T. Mohácsy, M. Ádám, S. Kulinyi, and I. Bársony: High-Sensitiviy Piezoresistive Pressure Detection by a Depletion Channel Metal-Oxide-Semiconductor Transistor (MOST) Bridge, Sensors and Materials, 12, 205-219 (2000) 25 H. Müller, W.K. Chu, J. Gyulai, J.W. Mayer, T.W. Sigmon, and T.R.Cass: Crystal orientation dependence of residual disorder in As implanted Si, Appl. Phys. Lett. 26(1975) 292 26 L. Csepregi, E.F. Kennedy, J.W. Mayer, and T.W. Sigmon, J. Appl. Phys., 49(1978) 3906, – Citation classic. 27 Gyulai J.: A fizika-kémia átlényegülése: a műszaki anyagtudomány, Magyar Tudomány (2005-5) 552-560

84

28 L. Csepregi, J. Gyulai, and S.S. Lau: The early history of solid phase epitaxial growth, Materials Chemistry and Physics 46(1996)178-180. 29 S.S. Lau, S. Matteson, J.W. Mayer, P. Revesz, J. Gyulai, J. Roth, and T.W. Sigmon: Improvement of crystalline quality of epitaxial Si layers by ion-implantation, Proc. IBMM'78 (Eds. J. Gyulai, T. Lohner, E. Pasztor), KFKI Publ. Budapest, 1978, p. 975, és Appl. Phys. Lett. 34(1979) 76 - áttörés a SOS-technológiában 30 , lásd Linkek\NSFFinalRept.pdf 31 A Balázs-Hermann-Gyulai cikkben [16] leírt módszer kitalálása egy álmomhoz kapcsolódik, amelyben az „ivókacsám” egy Si-szeletet merítgetett anodizáló oldatba. Ébredéskor jöttem rá, hogy az így végzett anodizáció

ékalakban vastagodó oxidot eredményez... 32 R. Banisch, B. Tillack, B. Hunger, P. Barna, J. Gyulai, M. Adam and V. Schiller: Electrical characterization of thick SOI-films, Proc. Int. Conf. Energy Pulse and Particle Beam Modification of Materials /Ed. K. Henning/, Dresden, 1987, Akademie-Verlag Berlin, 1988, p. 446

R. Banisch, B. Tillack, H.H. Richter, B. Hunger, P. Barna, V. Schiller, A. Adam and J. Gyulai: On the characteristics of CMOS Transistors in thick SOI films, Phys. Stat. Sol. /a/ 112, 721 (1989) N.Q. Khanh, M. Fried, A. Toth, J. Gyulai, B.Pecz, Ion mixing enhanced wafer bonding for Silicon-On-Insulator structures, J. Appl. Phys., 72 (1992) 5602. 2.171

33 B. Pecz, G. Radnoczy, Zs.J. Horvath, P.B. Barna, E. Jaroli, and J. Gyulai: The effect of Xe beam treatment on the interaction between gold and GaAs, MRS. Symp. Proc. 260 (1992) 293-297.

N.Q. Khanh, M. Fried, A. Toth, J. Gyulai, B.Pecz, Ion mixing enhanced wafer bonding for Silicon-On-Insulator structures, J. Appl. Phys., 72 (1992) 5602. 2.171 E. Jaroli, J. Gyulai, B. Pécz, R. Veresegyházy, G. Radnóczy, and P.B. Barna: The effect of defects caused by Xe ion bombardment on the structure of Au/GaAs contacts, Nucl. Instr. Meth., B80/81(1993)548-551.

34 G. Mezey, M. Somogyi, C.A. Evans, T. Nagy, J. Gyulai: Native oxide studies on the surface of semiconductors, Proc. 7th Int. Vac. Congress, Vienna, 1977, p. 571-574.

G. Mezey, T. Nagy, J. Gyulai, E. Kotai, T. Lohner, M. Somogyi: Substoichiometric native oxide layers on GaP studied by 4He+ backscattering, Thin Solid Films 43, L23-L26 (1977) M. Somogyi, M. Farkas-Jahnke, G. Mezey, J. Gyulai: Investigation of surface layers produced by chemical treatment of GaP, Thin Solid Films 60, 377-386 (1979) M. Fried, T. Lohner, E. Jaroli, G. Vizkelethy, G. Mezey, J. Gyulai, M. Somogyi, H. Kerkow: Investigation of Ion-implanted Semiconductors by Ellipsometry and Backscattering Spectrometry, Thin Solid Films 116, 191 (1984) T. Lohner, G. Mezey, M. Fried, L. Ghita, C. Ghita, A. Mertens, H. Kerkow, E. Kotai, F. Paszti, F. Banyai, Gy. Vizkelethy, E. Jaroli, J. Gyulai, M. Somogyi: Analysis of high dose implanted silicon by high depth resolution RBS and spectroscopic ellipsometry, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 35, in Energy Beam-Solid Interactions and Transient Thermal Processing /D.K. Biegelsen, G.A. Rozgonyi, C.V. Shank, eds./North-Holland, 1985, p. 523

35 Eördögh I., Kádár Gy., Zimmer Gy.: Mágneses buborékmemóriák, Rádiótechnika 1981/4, pp. 149-150, 1981/5, pp.197-199, 1981/6, pp.253-255, 1981/7, pp. 302-305.

85

36 Szilágyi E, Pászti F, Quillet V, Abel F: Optimization of the depth resolution in ERDA of H using 12C ions, Nucl. Instr. Meth. B, 85, 63-67 (1994)

Szilágyi E, Pászti F: Theoretical calculation of the depth resolution of IBA methods, Nucl. Instr. Meth. B, 85, 616-620 (1994) Gyulai J, Pászti F, Szilágyi E: Considerations on effect of local temperature on primary defect production, Nucl. Instr. Meth. B, 106, 328-332 (1995) Szilágyi E, Pászti F, Amsel G: Theoretical approximations for depth resolution calculations in IBA methods, Nucl. Instr. Meth. B, 100, 103-121 (1995) Z.Hajnal, E.Szilágyi, F.Pászti, G.Battistig: Channeling-like effects due to the macroscopic structure of porous silicon, Nucl. Instr. Meth. B118 (1996) 617. G.Battistig, V.Schiller, E.Szilágyi, É.Vázsonyi: Channeling experiments on porous silicon before and after implantation, Nucl. Instr. Meth. B118 (1996) 654. E. Szilágyi, Z. Hajnal, F. Pászti, O. Buiu, G. Craciun, C. Cobianu, C. Savaniu, É. Vázsonyi: Investigation of the morphology of porous silicon by Rutherford backscattering spectrometry, Mater. Sci. Forum, 248-249(1997)373. Pászti F, Szilágyi E, Horváth Zs, Manuaba A, Battistig G, Hajnal Z, et al. Morphological Investigation of Porous Samples by Resonant Rutherford Backscattering Spectrometry. Nucl. Instr. Meth. B 1998;136-138:533-539 Szilágyi E, Wielunski LS, Pászti F. Theoretical Approximation of Energy Distribution of Elastically Recoiled Hydrogen Atoms. Nucl. Instr. Meth. B 1998;136-138:701-706. Pászti F, Szilágyi E. Pore Structure Investigations in Porous Silicon by Ion Beam Analytical Methods. Vacuum 1998;50:451-462

37 Barradas NP, Soares JC, da Silva MF, Szilágyi E, Pászti F: Study of multilayer interface roughness using RBS with improved depth resolution, Nucl. Instr. Meth. B, 94, 266-270 (1994)

F. Pászti, Y.K. Park, M. Takai: Detectors for microbeam applications at medium ion energy, Nucl. Instr. Meth. B, 130(1997)247.

38 L.R. Doolittle, Nucl. Instr. and Meth. B 15 (1986), p. 227. 39 E. Kótai: Computer methods for analysis and simulation of RBS and ERDA spectra, Nucl. Instr. Meth. B 85, (1994) 588-596 40 T. Lohner, G. Mezey, E. Kotai, F. Paszti, L. Kiralyhidi, G. Valyi, J. Gyulai: Ellipsometric and channeling studies on ion-implanted silicon, KFKI-1980-64, Budapest, 1980, Nucl. Instr. Meth. 182/183, 591-594 (1981)

T. Lohner, G. Valyi, G. Mezey, E. Kotai, J. Gyulai: The role of surface cleaning in the ellipsometric studies of ion-implanted silicon, Rad. effects 54, 251-252 (1981) T. Lohner, G. Mezey, E. Kotai, A. Manuaba, F. Paszti, A. Devenyi, J. Gyulai: An investigation of ion-bombarded silicon by ellipsometry and channeling effect, Proc. Int. Conf. Amorphous Systems Inve-stigated by Nuclear Methods (Eds. Zs. Kajcsos et al.), Budapest, 1981, p.979, Nucl. Instr. Meth. 199, 405 (1982) M. Fried, T. Lohner, E. Jaroli, G. Vizkelethy, G. Mezey, J. Gyulai, M. Somogyi, H. Kerkow: Investigation of Ion-implanted Semiconductors by Ellipsometry and Backscattering Spectrometry, Thin Solid Films 116, 191 (1984) … stb., a mába nyúló eredményekkel külön fejezet foglalkozik.

86

41 I.B. Khaibullin, V.V. Titov, E.I. Shtyrkov, M.M. Zaripov, V.P. Strashko, K.P. Kuzmin: Lazernyj otzhig implantatsionnykh sloev, in International conference on ion implantation in semiconductors, Budapest, 23-25 October, 1975 (Ed. Gyulai J., KFKI kiadó 76-188, ISBN 963 371 086 3), pp.212-246

E.I. Shtyrkov I.B. Khaibullin, M.M. Zaripov, M.F. Galyautdinov, R.M. Bayazitov: O mekhanizme lazernogo otzhiga implantatsionnykh sloev, ibid. pp.247-262 N.N. Gerasimenko, A.V: Dvurechenskij, G.A: Kachurin, I.B: Pridachin, L.S. Smirnov: Aktivatsiya i pererazpredelenie primesi v implantirovannykh sloyakh Si i GaAs pod dejstviem impul’snogo lazernogo oblucheniya, ibid. pp.263-270

42 A [3] cikken túli fontosabb publikációk:

P. Revesz, Gy. Farkas, G. Mezey, J. Gyulai: Epitaxial regrowth of evaporated amorphous silicon by pulsed laser beam, Appl. Phys. Lett. 33, 431 (1978) P. Revesz, Gy. Farkas, J. Gyulai: Behavior of Sb above solid solubility produced by laser annealing, Proc. Laser Effects on Ion Implanted Semiconductors, Catania, 1978, p. 182 J. Gyulai, P. Revesz: Ion implantation induced defects and epitaxial regrowth by thermal and laser annealing, Inst. Phys. Conf. Ser. 46(1) 128-147 (1979) S. Matteson, P. Revesz, Gy. Farkas, J. Gyulai, T.T. Sheng: Epitaxial regrowth of Ar implanted Si by laser annealing, J. Appl. Phys. 51, 2625 (1980) R.M. Bayazitov, R.V. Aganov, I.B. Khaibullin, E.I. Shtyrkov T. Lohner, E. Kotai, J. Gyulai: Analiz segregatsii primesi pri lazernom otzhige, Proc. Work. Meeting on Ion Implantation in Semiconductors and other Materials (Ed. M. Setvak), Prague, 1981, p. 53 I.B. Khaibullin, E. I. Shtyrkov, R. M. Bayazitov, R.A. Aganov, T. Lohner, G. Mezey, F. Paszti, A. Manuaba, E. Kotai, J. Gyulai: Segregation of impurities due to pulsed laser beam annealing, Proc. Int. Conf. Amorphous Systems Investigated by Nuclear Methods (Eds. Zs. Kajcsos et al.), Budapest, 1981, p.955, Nucl. Instr. Meth. 199, 397 (1982)

43 R.M. Fastow, J. Gyulai, J.W. Mayer: Transient conductivity measurements in pulsed ion beam annealed silicon, in Laser-Solid Interactions and Transient Thermal Processing of Materials, MRS Symp. Proc. Vol. 13, North-Holland, N.Y. 1983, p. 69-74

J. Gyulai, R. Fastow, K. Kavanagh, M.O. Thompson, C.J. Palmström, C.A, Hewett, J.W. Mayer: Crystallization of amorphous silicon films by pulsed ion beam annealing, MRS Symp. Proc. Vol. 13, North-Holland, N.Y. 1983, p. 455-460

44 Gyulai; Jozsef (Budapest, HU), Kiralyhidi; Laszlo (Budapest, HU), Krafcsik; Istvan (Budapest, HU), Riedl; Peter (Budapest, HU), US Patent # 4,743,806, May 10, 1988 45 F. Abel, B. Agius, J. Gyulai: Absolute determination of 1012 cm-2 As in Si by RBS, Nucl. Instr. Meth. B21, 77 (1987) 46 G. Amsel, F. Paszti, E.Szilagyi, J. Gyulai: p,d and α particle discrimination in NRA: thin, adjustable sensitive zone semiconductor detectors revisited, Nucl. Instr. Meth B63 (1992)421 47 G. Amsel and G. Battistig, The impact on materials science of ion beam analysis with electrostatic accelerators, Nucl. Instr. Methods NIMB240, (2005) 1-12 48 Pl. C. Dehm, G. Valyi, J. Gyulai and H. Ryssel: Ion-beam mixed MoSi2 layers: Formation and Contact Properties, ESSDERC'89, A. Heuberger-H. Ryssel-P. Lange, /Eds./ Springer-Verlag, Berlin, 1989, p. 253-256

87

49 Az első közös munka: T. Lohner, N.Q. Khánh, P. Petrik, L.P. Biró, M. Fried, I. Pintér, W. Lehnert, L. Frey, H. Ryssel, D.J. Wentink and J. Gyulai: Surface disorder production during plasma immersion implantation, Thin Solid Films, 313/314(1998)255-258 50 Pl. C.Dehm, J.Gyulai, H.Ryssel: Formation and Contact Properties of Ti-Silicided Shallow Junctions, Appl. Surf. Sci. 53, 313 (1991)

L. Frey, S. Bogen, L. Gong, W. Jung, H. Ryssel, and J. Gyulai: High energy ion implantation for semiconductor application at Fraunhofer-AIS, Erlangen, Nucl. Instr. Meth. B62 (1992) 410 R. Öchsner, A. Kluge, J. Gyulai, S. Bogen, and H. Ryssel: Reduction of friction and wear by ion-implanted carbonized photoresist, Surface and Coatings Technology, 51 (1992) 124-128 R. Wiget, E.P. Burte, J. Gyulai, H. Ryssel: Silicon to silicon direct bonding - characterization of the interface and manufacture of p-i-n diodes. 5th Eur. Conf on Power Electronics Brighton 14-17.9.1993. T. Falter (Siemens):

51 Karacs Albert: IBM-PC bázisú DC motoros elmozdulás és sebességszabályozó rendszer. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 50-54 52 Forgács Béla, Karacs Albert, Szabó Zsolt, Ta Manh Dung: LRS 901 léteres maszkjavító berendezés. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 28-34. 53 Dr Farkas János, Dr Hámori András, Szabó Zsolt: Lézeres direkt írás strukturált hordozón pirolitikus leválasztással. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 35-39 54 J. Farkas, A. Hámori, Zs. Szabó: Direct writing on structured substrate by pyrolytic laser deposition. SPIE Optical/Laser Microlithography III, San Jose, California, (1990). 55 Podmaniczky András, Szabó Zsolt, Hámori András, Karacs Albert: Léptetőkamerára telepített pásztázó lézersugaras ábragenerátor. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 15-28 56 MKI megvalósítási tanulmány: Előregyártott félvezetőszeletek befejezésére szolgáló laboratórium (Kisérleti üzem). 1985 március. 57 V.A. Szemchisen, Szabó Zsolt: Lézeres CVD és Pantográf. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 40-44. 58 Szabó Zsolt: Néhány lézeres mikroelektronikai technológia. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 2-14. (lezerestechnol.pdf) 59 Lohner Tivadar, Fried Miklós, Karacs Albert, Hajdu Csaba, Varga Péter, Illés Árpád, Juhász György: Vékonyrétegek épülését nagy felbontással vizsgáló ellipszometriás rendszer. Elektronikai Technológia és Mikrotechnika, 1992 1-2, p 45-49 60 I. B. Khaibullin, G. G. Zakirov, M. M. Zaripov,T. Lohner, L. Pogány, G. Mezey, M. Fried, E. Kótai, F. Pászti, J. Gyulai: Effect of heavy ion implantation and laser annealing on the structural properties of germanium; Phys. Stat. Sol.(a) 94 (1986) 371

G. Vizkelethy, M. Fried, G. Mezey, F. Pászti, J. Gyulai: Simulation on energetic ions in solids by Monte Carlo method (SEISM) and its comparison with experiments; Phys. Stat. Sol.(a) 94 (1986) 413

I. Krafcsik, L. Királyhidi, P. Riedl, J. Gyulai, M. Fried: Implantation with ion pulses; Phys. Stat. Sol.(a) 94 (1986) 652

61 G. Kádár, E. Della Torre: Determination of the bilinear product Preisach function, J. Appl. Phys. 63 3001 (1988)

E. Della Torre, J. Oti, G. Kádár: Preisach modeling and reversible magnetization, IEEE Transactions on Magnetics, MAG-26 3052 (1989)

88

G. Kádár: The bilinear product model of hysteresis phenomena, Physica Scripta, T25 161 (1989)

62 M. Pardavi-Horváth, G. Vértesy, "Temperature dependence of coercivity of epitaxial magnetic garnet films", J. Appl. Phys., vol. 58, p. 3827 (1985)

M. Pardavi-Horváth, P.E. Wigen, G. Vértesy, "Photomagnetism in Ca2+Fe4+ doped yttrium iron garnet", J. Appl. Phys., vol. 63, p. 3110 (1988) M. Pardavi-Horváth, J. Oti, G. Vértesy, L.J. Swartzendruber, "A Preisach model study of demagnetized states", J. Magn. Magn. Mat., vol. 104-107, p. 313 (1992)

63 Pl., I. Tomáš, G. Vértesy, "Stability and temperature hysteresis of magnetic stripe domain structures", J. Magn. Magn. Mat., vol. 61, p. 101 (1986)

L. Potocky, L. Kollár, Z. Juránek, É. Kisdi-Koszó, G. Vértesy, L. Pogány, Z. Vértesy, "The role of stresses in surface magnetic properties of some metallic glasses", Acta Physica Polonica, vol. A72, p. 801 (1987) G. Vértesy, L. Bódis, I. Tomáš, L. Pust, "Investigation of the effect of samples size on the coercivity of garnet films", J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 22, p. 1742 (1989) G. Vértesy, I. Tomáš, L. Pust, J. Paces, "Temperature dependence of domain wall coercive field in magnetic garnet films", J. Appl. Phys., vol. 71, p. 3462 (1992)

64 Pl., Vértesy Gábor; Jutasi Béla; Kubina István; Szöllősy János; Lovas Antal; Varga Lajos; Jánoky László: Eljárás és berendezés kis mágneses terek és térváltozások mérésére, valamint magnetométer szonda, Bejelentés ügyszáma: 858/91, Jogosult MFA 65 I.P. Akimchenko, V.V. Krasnopevtsev, Yu.V. Milyutin, V.S. Vavilov, J. Gyulai, G. Mezey, T. Nagy: He backscattering and infrared absorption studies of natural diamond containing (a) High concentration of implanted silicon, Int. Conf. Rad. effects on Solids, Dubrovnik, 1976, Inst. of Physics Conf. Series, No 31 (1977) p. 354 66 L.P.Biró and J. Gyulai, K. Havancsák: Scanning-tunneling-microscope investigation of a 215-MeV Ne-irradiated graphite surface, Physical Review B , 52 (1995)2047-2053.

L.P. Biró, B. Szabó, G.I. Márk, J. Gyulai, K. Havancsák, J. Kürti, A. Dunlop, L. Frey, H. Ryssel, Carbon nanotubes produced by high energy (E > 100 MeV), heavy ion irradiation of graphite, Nucl.Instr. Meth. B 148(1999)1102-1105

67 Pl., J. Bogancs, J. Gyulai, A. Nagy, A. Szabó, T. Zanati: Die Anwendung der Kernreaktion 10B(n,α)7Li zur Lösung verschiedener technischer und wissenschaftlicher Aufgaben, Radiochem. Radioanal. Lett. 32, 71 (1978)