"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Мощный диодный наносекундный размыкатель тока на основе p-кремния (p-SOS)
Грехов И.В.1, Люблинский А.Г.1, Белякова Е.И.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия e-mail: grekhov
Поступила в редакцию: 2 июля 2015 г.
Выставление онлайн: 18 февраля 2016 г.

Полупроводниковый диодный наносекундный размыкатель тока с плотностью до десятков kA/сm2 (SOS-диод) представляет собой кремниевую p+p'Nn+-структуру, создаваемую путем одновременной глубокой (~200 mum) диффузией в кремний n-типа проводимости алюминия и бора с одной стороны пластины и фосфора с другой. При работе в SOS-режиме через диод пропускается короткий импульс прямого тока, а затем прикладывается быстронарастающий импульс обратного напряжения, протекающий при этом импульс обратного тока сопровождается выносом инжектированных дырок и образованием движущегося к p'N-переходу плазменного фронта в p'-слое. Когда концентрация дырок в потоке превышает уровень легирования p'-слоя, в этом слое возникает область объемного заряда, сопротивление диода резко возрастает и ток переходит во включенную параллельно диоду цепь нагрузки. Приведены первые результаты исследования альтернативной конструкции SOS-диода, которая создавалась путем короткой одновременной диффузии на глубину 60-80 mum бора и фосфора с противоположных сторон кремниевой пластины p-типа проводимости. В такой p+pn+-структуре после пропускания короткого импульса прямого тока и приложения затем импульса обратного напряжения образующийся в p+-области плазменный фронт движется к p+p-границе по p+-области с высоким уровнем легирования, т. е. с малым сопротивлением. После пересечения этой границы фронт переходит в область с низким уровнем легирования, где концентрация дырок в потоке оказывается намного выше этого уровня и сразу формируется область объемного заряда, приводящая к переходу тока в нагрузку. Экспериментально показано, что в примерно равных условиях время обрыва тока в таком p-SOS-диоде примерно вдвое меньше, чем в обычных n-SOS-диодах, и существенно меньше коммутационные потери, а технология изготовления намного проще. Намечены пути оптимизации конструкции полупроводниковой структуры p-SOS-диодов для дальнейшего повышения быстродействия.
  • Котов Ю.А., Месяц Г.А., Рукин С.Н., Филатов А.А. // ДАН. Т. 330. N 3. С. 315-317
  • Грехов И.В., Линийчук И.А., Лебедева Л.В., Тучкевич В.П., Челноков В.Е., Шуман В.Б., Якивчик Н.И. // Способ создания источника диффузии алюминия в кремния. Авт. свид. СССР N 176989, 1964
  • Рукин С.Н., Цыранов С.Н. // ЖТФ. Т. 79. Вып. 11. С. 30-35
  • Рукин С.Н., Цыранов С.Н. // ФТП. Т. 43. Вып. 7. С. 989-995
  • Грехов И.В., Люблинский А.Г., Смирнова И.А. // ЖТФ. Т. 85. Вып. 10. С. 104-108
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.