Определение пределов оптимизации переходных характеристик выпрямительных диодов при облучении высокоэнергетическими электронами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано, что измерение зависимости полной емкости полупроводникового диода от измерительной частоты позволяет оценить пределы оптимизации переходных характеристик полупроводниковых структур при облучении. Проведено исследование изменения времени восстановления обратного тока в выпрямительных диодах на основе монокристаллического кремния после облучения структуры высокоэнергетическими электронами. С увеличением суммарной плотности потока электронов облучения от 1014 до 1015 см–2 время восстановления обратного тока падает от единиц миллисекунд до десятков микросекунд. При этом параллельно с ускорением переходных характеристик структуры стремительно деградируют. Ток насыщения возрастает на два порядка: от 7 · 10–9 А/см2 до 8 · 10–7 А/см2, а последовательное сопротивление растет от 0.5 до 90 Ом. Зависимость полной емкости полупроводникового диода от измерительной частоты позволяет оценить предел оптимизации рабочей частоты: частота, на которой емкость равна половине от стационарной, с увеличением суммарной плотности потока электронов облучения растет, достигая максимума, после чего существенно снижается из-за деградации проводимости. Это может выступать важным критерием при радиационной оптимизации полупроводниковых приборов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Щемеров

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Автор, ответственный за переписку.
Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп, 4

П. Б. Лагов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп, 4

С. П. Кобелева

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп, 4

В. Д. Кирилов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп, 4

А. С. Дренин

Акционерное общество “Российские космические системы”

Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 111250, Москва, ул. Авиамоторная, 53

А. А. Мещеряков

Акционерное общество “Российские космические системы”

Email: schemerov.iv@misis.ru
Россия, 111250, Москва, ул. Авиамоторная, 53

Список литературы

  1. Baliga B.J., Sun E. // IEEE Transactions on Electron Devices. 1977. V. 24. I.6. P. 685. https://doi.org/10.1109/T-ED.1977.18803
  2. Kang I.H., Kim S.C., Bahng W., Joo S.J., Kim N.K. // IEEE Transactions on Power Electronics. 2012. V. 27. № 2. P. 619. https://doi.org/10.1109/TPEL.2011.2161889
  3. Lauritzen P.O., Ma C.L. // IEEE Transactions on Power Electronics. 1991. V. 6. № 2. P. 188. https://doi.org/10.1109/63.76804.
  4. Dastfan A. // Proceedings of the 7th WSEAS International Conference on Power Systems, Beijing, China, September 15–17, 2007. Р. 48. http://www.wseas.us/e-library/conferences/2007beijing/papers/554-563.pdf
  5. Baliga B.J., Walden J.P. // Solid-State Electronics. 1983. V. 26. № 12. P. 1133. https://doi.org/10.1016/0038-1101%2883%2990140-5
  6. Щемеров И.В., Поляков А.Я., Лагов П.Б., Кобелева С.П., Кочкова А.И. и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 7. С. 25. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2023-89-7-25-33
  7. Ладыгин Е.А. Радиационная технология твердо тельных электронных приборов // М.: ЦНИИ “Электроника”, 1976.
  8. Козловский В.В., Васильев А.Э., Емцев В.В., Оганесян Г.А., Колгатин С.Н // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2011. № 122 (2). С. 13.
  9. Lax B., Neustadter S.F. // J. Appl. Phys. 1954. V. 25. P. 1148. https://doi.org/10.1063/1.1721830
  10. Айзенштат Г.И., Ющенко А.Ю. // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 2. С. 118. https://doi.org/10.7868/S0032816215010255
  11. Schroder D.K. Semiconductor material and device characterisation. Tempe: Wiley, 2006. http://doi.org/10.1002/0471749095.ch2
  12. Dean R.H., Nuese C.J. // IEEE Transactions on Electron Devices. 1971. V. 18. № 3. Р. 151. http://doi.org/10.1109/T-ED.1971.17167
  13. Григорьев Б.И., Рудской В.А., Тогатов В.В. // ПТЭ. 1981. № 4. C. 226.
  14. Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The Stopping and Range of Ions in Solids. New York: Pergamon Press, 1985. http://doi.org/ 10.1007/978-3-642-68779-2_5
  15. Вовк О., Марченко М., Соколов В. // Современная электроника. 2022. № 5. C. 58.
  16. Corbett J.W., Watkins G.D. // Phys. Rev. 1965. V. 138. Р. A555. https://doi.org/10.1103/PhysRev.138.A555
  17. Мальханов С.E. // Физика и техника полупроводников. 1994. Т. 28. № 8. С. 1431.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Вольт-амперные характеристики диодов до и после облучения.

Скачать (101KB)
3. Рис. 2. Зависимость емкости диодов от измерительной частоты до и после облучения.

Скачать (102KB)
4. Рис. 3. Вольт-фарадные характеристики диодов до и после облучения.

Скачать (117KB)
5. Рис. 4. Восстановление обратного тока диодов до и после облучения.

Скачать (84KB)

© Российская академия наук, 2024