Определение пределов оптимизации переходных характеристик выпрямительных диодов при облучении высокоэнергетическими электронами

И. В. Щемеров; Щемеров И. В.; П. Б. Лагов; Лагов П. Б.; С. П. Кобелева; Кобелева С. П.; В. Д. Кирилов; Кирилов В. Д.; А. С. Дренин; Дренин А. С.; А. А. Мещеряков; Мещеряков А. А.

doi:10.31857/S0032816224030197

Определение пределов оптимизации переходных характеристик выпрямительных диодов при облучении высокоэнергетическими электронами

Authors: Щемеров И.В.¹, Лагов П.Б.¹, Кобелева С.П.¹, Кирилов В.Д.¹, Дренин А.С.², Мещеряков А.А.²
Affiliations:
1. Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”
2. Акционерное общество “Российские космические системы”
Issue: No 3 (2024)
Pages: 139-144
Section: ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНИКА
URL: https://cijournal.ru/0032-8162/article/view/682636
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816224030197
EDN: https://elibrary.ru/OTKGNY
ID: 682636

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

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.

Full Text

References

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
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
Lauritzen P.O., Ma C.L. // IEEE Transactions on Power Electronics. 1991. V. 6. № 2. P. 188. https://doi.org/10.1109/63.76804.
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
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
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
Ладыгин Е.А. Радиационная технология твердо тельных электронных приборов // М.: ЦНИИ “Электроника”, 1976.
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.
Lax B., Neustadter S.F. // J. Appl. Phys. 1954. V. 25. P. 1148. https://doi.org/10.1063/1.1721830
Айзенштат Г.И., Ющенко А.Ю. // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 2. С. 118. https://doi.org/10.7868/S0032816215010255
Schroder D.K. Semiconductor material and device characterisation. Tempe: Wiley, 2006. http://doi.org/10.1002/0471749095.ch2
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
Григорьев Б.И., Рудской В.А., Тогатов В.В. // ПТЭ. 1981. № 4. C. 226.
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
Вовк О., Марченко М., Соколов В. // Современная электроника. 2022. № 5. C. 58.
Corbett J.W., Watkins G.D. // Phys. Rev. 1965. V. 138. Р. A555. https://doi.org/10.1103/PhysRev.138.A555
Мальханов С.E. // Физика и техника полупроводников. 1994. Т. 28. № 8. С. 1431.