Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2023, выпуск 7 » Статья стр. 594
<<<>>>
Пространственная неоднородность ударно-ионизационного переключения силового кремниевого диода
DOI: 10.61011/FTP.2023.07.56836.4871
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами, 22-29-01257
Любутин С.К.1, Патраков В.Е.1,2, Рукин С.Н.1, Словиковский Б.Г.1, Цыранов С.Н.1
1Институт электрофизики Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
2Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Email: lageres@mail.ru, ganimed323@mail.ru, rukin@iep.uran.ru
Поступила в редакцию: 17 апреля 2023 г.
В окончательной редакции: 3 июля 2023 г.
Принята к печати: 2 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 8 декабря 2023 г.
PDF версия
Исследован процесс переключения силового кремниевого диода в проводящее состояние волной ударной ионизации, возбуждаемой импульсом перенапряжения с субнаносекундным фронтом. В экспериментах на диод диаметром 6 мм без предварительного обратного смещения подавался импульс обратного напряжения, обеспечивающий среднюю скорость нарастания напряжения на диоде dU/dt в диапазоне 1-10 кВ/нс. Численное моделирование показало, что расчетные и экспериментально наблюдаемые осциллограммы напряжения на диоде имеют количественное согласие в том случае, когда величина активной площади структуры Sa, через которую проходит ток переключения, возрастает с увеличением dU/dt. Показано, что при dU/dt<2 кВ/нс активная площадь стремится к нулю, а при dU/dt>10 кВ/нс приближается к полной площади структуры. Сравнение с результатами аналогичных работ показывает, что увеличение Sa с ростом параметра dU/dt не зависит от материала структуры (кремний и арсенид галлия), количества слоев в полупроводниковой структуре (диоды и тиристоры), а также от величины предварительного обратного смещения. Ключевые слова: ударная ионизация, скорость нарастания напряжения, активная площадь, время переключения.
  1. И.В. Грехов, А.Ф. Кардо-Сысоев. Письма ЖТФ, 5, 950 (1979)
  2. A.F. Kardo-Sysoev. New power semiconductor devices for generation of nano and subnanosecond pulses, in Ultra-Wideband Radar Technology, ed. by J.D. Taylor (CRC Press, Boca Raton, 2001)
  3. M. Levinshtein, J. Kostamovaara, S. Vainshtein. Breakdown Phenomena in Semiconductors and Semiconductor Devices (World Scientific, London, 2005)
  4. I.V. Grekhov, S.V. Korotkov, P.V. Rodin. IEEE Trans. Plasma Sci., 36 (2), 378 (2008)
  5. I.V. Grekhov. IEEE Trans. Plasma Sci., 38 (5), 1118 (2010)
  6. V.I. Brylevskiy, I.A. Smirnova, A.V. Rozhkov, P.N. Brunkov, P.B. Rodin, I.V. Grekhov. IEEE Trans. Plasma Sci., 44 (10), 1941 (2016)
  7. B.C. DeLoach D.L. Sharfetter. IEEE Trans. Electron Dev., 17 (1), 9--21 (1970)
  8. С.Н. Вайнштейн, Ю.В. Жиляев, М.Е. Левинштейн. Письма ЖТФ, 14 (16), 1526 (1988)
  9. И.В. Грехов, В.М. Ефанов. Письма ЖТФ, 16 (17), 9 (1990)
  10. А.Ф. Кардо-Сысоев, М.В. Попова. ФТП, 30 (5), 803 (1996)
  11. A.M. Minarsky, P.B. Rodin. Solid-State Electron., 41 (6), 813 (1997)
  12. А.С. Кюрегян. Письма ЖТФ, 31 (24), 11 (2005)
  13. П.Б. Родин, А.М. Минарский, И.В. Грехов. Письма ЖТФ, 38 (11), 78 (2012)
  14. M.S. Ivanov, N.I. Podolska, P.B. Rodin. J. Phys.: Conf. Ser., 816, 012033 (2017)
  15. P.B. Rodin, M.S. Ivanov. J. Appl. Phys., 127, 044504 (2020)
  16. M.S. Ivanov, V.I. Brylevskiy, I.A. Smirnova, P.B. Rodin. J. Appl. Phys., 131, 014502 (2022)
  17. А.И. Гусев, С.К. Любутин, С.Н. Рукин, С.Н. Цыранов. ФТП, 50 (3), 398 (2016)
  18. А.И. Гусев, С.К. Любутин, С.Н. Рукин, Б.Г. Словиковский, С.Н. Цыранов. ПТЭ, 4, 95 (2017)
  19. А.И. Гусев, С.К. Любутин, С.Н. Рукин, С.Н. Цыранов. ФТП, 51 (5), 680 (2017)
  20. A. Gusev, S. Lyubutin, S. Rukin, B. Slovikovsky, S. Tsyranov, O. Perminova. Semicond. Sci. Technol., 33, 115012 (2018)
  21. A.I. Gusev, S.K. Lyubutin, V.E. Patrakov, S.N. Rukin, B.G. Slovikovsky, M.J. Barnes, T. Kramer, V. Senaj. J. Instrumentation, 14 (10), 10006 (2019)
  22. A.S. Kesar, A. Raizman, G. Atar, S. Zoran, S. Gleizer, Y. Krasik, D. Cohen-Elias. Appl. Phys. Lett., 117, 013501 (2020)
  23. А.И. Гусев, С.К. Любутин, С.Н. Рукин, Б.Г. Словиковский, С.Н. Цыранов. ФТП, 48 (8), 1095 (2014)
  24. S.N. Rukin. Rev. Sci. Instrum., 91, 011501 (2020)
  25. М.С. Иванов, В.И. Брылевский, П.Б. Родин. Письма ЖТФ, 47 (13), 32 (2021)
  26. С.К. Любутин, С.Н. Рукин, Б.Г. Словиковский, С.Н. Цыранов. ФТП, 46 (4), 535 (2012)
  27. P. Rodin, U. Ebert, W. Hundsdorfer, I.V. Grekhov. J. Appl. Phys., 92, 1971 (2002). 28]E.V. Astrova, V.B. Voronkov, V.A. Kozlov, A.A. Lebedev. Semicond. Sci. Technol., 13, 488 (1998)
  28. P. Rodin, A. Rodina, I. Grekhov. J. Appl. Phys., 98, 094506 (2005)
  29. V.I. Brylevskiy, I.A. Smirnova, A.A. Gutkin, P.N. Brunkov, P.B. Rodin, I.V. Grekhov. J. Appl. Phys., 122 (18), 185701 (2017)
  30. S.N. Tsyranov, S.N. Rukin. Proc. 15th Int. Symp. High Current Electronics (Tomsk, Russia, 2008) p. 288
  31. И.В. Грехов, А.Ф. Кардо-Сысоев, Л.С. Костина. Письма ЖТФ, 5, 961 (1979).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme