рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Обзор литературы

Работа сделанна в 1999 году

Обзор литературы - Реферат, раздел Физика, - 1999 год - Определение времени жизни носителей в высокоомном кремнии. Влияние времени жизни на параметры высоковольтных приборов на кремнии Обзор Литературы. Для Многих Приборов, Таких Как Высоковольтные Тиристоры, Не...

Обзор литературы. Для многих приборов, таких как высоковольтные тиристоры, необходим большой температурный диапазон работы, в пределах 40 С - 125 С. Поэтому изменение времени жизни носителей в зависимости от температуры может оказать существенное влияние на характеристики прибора.

В программах моделирования полупроводниковых приборов одномерных 1, двумерных 2 решаются стандартные уравнения диффузионно дрейфового приближения 3. Обычно применяется модель рекомбинации Шокли Холла - Рида 4 для одного уровня в запрещнной зоне. Время жизни для электронов и дырок в этой модели описывается как р1 pVthNt n1 nVthNt 1.1 где Nt концентрация рекомбинационных центров.

Vth 3kTm12 107 смсек тепловая скорость носителей p, n сечение захвата электронов и дырок соответственно. В пренебрежении зависимостью p, n от температуры это позволяет предположить, что n, р меняется с температурой как Т-12. Многочисленные исследования 5, 6, 7, показывают, что температурная зависимость n, р существенно сильнее. Согласно 7 температурная зависимость времени жизни определяется как р T2.8 n T1.2 Кроме того, при моделировании приборов необходимо учитывать зависимость времени жизни от концентрации акцепторной и донорной примеси.

Такая зависимость рассмотрена в 8. Она определяется формулой n, px n, p 1 NaxNdx1.3 В работе 9 проводилось 2-х мерное моделирование зависимости тока управляющего электрода в GTO Gate Turn Off thyristor от температуры. В этой работе использовалась модель подвижности Даркеля и Летурка 8, в которой учитываются эффекты рассеяния носителей заряда на носителях, возникающие при высоких уровнях инжекции.

Также была модифицирована температурная зависимость подвижности носителей. Были добавлены учет диссипации энергии при протекании тока и учет энергии рекомбинации. Дополнительно к сокращению времени жизни в высоколегированных областях по Шарфеттеру n-эмиттера использовался коэффициент 0,8 учитывающий эффекты геттерирования и коэффициент 0,3 в высоколегированных слоях р-эмиттера, учитывающий вжигание аллюминиевой металлизации на анодном контакте.

Рассчитанный по этой модели ток сравнивался с экспериментом. Полученная таким образом зависимость времени жизни приведена на рис. 1.1 Рис. 1. Температурная зависимость времени жизни по 9 В температурном диапазоне 25 С - 125 С наблюдается линейный рост времени жизни в зависимости от температуры. В сязи с массовым выпуском IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor, GTO встает вопрос о быстром и надежно тестировании времени жизни носителей непосредственно на кристалле прибора.

В работах 10 , 11, 12 рассматривается вопрос о использовании для этой цели p-i-n диодов. В работе 13 приводится пример тестовой структуры, изготавливаемой непосредственно на кристалле IGBT, применяемой для контроля времени жизни. Приведены вольт амперная характеристика и значения падения напряжения на диоде в зависимости от времени жизни в n базе. Максимальная плотность тока в диоде 100 Асм2. Тестируемые значения времени жизни от 4 до 100 сек. Определенные времена жизни по падению напряжения проверялись по методу восстановления обратно смещенного диода.

Однако площадь тестовых элементов, расположенных на скрайбовой дорожке кристалла может оказаться мала для уверенного определения времени жизни. В лаб. 10 ИФП СО РАН разработан метод, позволяющий определять время жизни на рабочих структурах МСТ после дополнительных технологических обработок 14. Применяемый метод восстановление обратно смещенного диода. В качестве катода использовался Р-карман над которым расположен контакт к затвору тиристора. В процессе измерений сравнивались кристаллы МСТ, изготовленные по одному технологическому маршруту на двух предприятиях АО Ангстрем и АО Восток.

Средние значения времени жизни составили 40,3 мкс АО Ангстрем и 11,6 мкс АО Восток. Из сравнения времен жизни видно, насколько важна технологическая чистота процессов, используемых при изготовлении высоковольтных приборов. Недостатком метода является то, что этот метод разрушающий. Так как время жизни жизни в высокомной базе определяет такую важную характеристику прибора как, как потери энергии во время выключения прибора, то в литературе уделяется большое внимание регулированию этого параметра.

В качестве одного из методов применяется облучение протонами эмиттерной анодной стороны прибора 15. Эта технология позволяет уменьшить потери при выключении прибора путем введения большого числа рекомбинационных центров и уменьшения времени жизни носителей в базовой области, примыкающей к аноду.

В работе 16 в качестве примера рассматривался IEGT Injection Enhanced Gate Transistor c напряжением блокирования 4,5 кВ. Для облучения применялись протоны с дозами 51011 см-2 и 71011 см-2. Об энергиях протонов в статье не сообщается, но по глубине залегания радиационных дефектов можно сказать, что она не менее 2 МэВ. Падения напряжения в открытом состоянии составили не менее 4,7 и 5,4 В соответственно при плотности тока 100 Асм2. Потери энергии при выключении составили 35 mДжсм2 и 25 mДжсм2. Однако при повышении дозы облучения на ВАХ появлется участок с отрицательным динамическим сопротивлением, что приводит к осцилляциям тока и ухудшению характеристик прибора.

В статье 16 указано на необходимость точного подбора дозы облучения. Регулирование времени жизни представляет интерес не только с точки зрения его уменьшение. Падение напряжения в низколегированой области зависит от величины времени жизни. В процессе технологических обработок пластины загрязняются примесями, многие из которых представляют из себя рекомбинационные центры.

Поэтому встат вопрос о геттерировании таких примесей в процессе технологических обработок с целью повышения времени жизни носителей. Вопросы геттерирования подробно рассмотрены в 17 . 2.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Определение времени жизни носителей в высокоомном кремнии. Влияние времени жизни на параметры высоковольтных приборов на кремнии

Обычно компромисс между этими конкурирующими параметрами достигается путм облучения электронами, протонами или легированием примесями , дающими… Также время жизни является важным параметром для характеризации высокоомного… В программах моделирования полупроводниковых приборов одномерных 1, двумерных 2 решаются стандартные уравнения…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Обзор литературы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Определение времени жизни по стандарту ASTM F
Определение времени жизни по стандарту ASTM F. Cтандарт ASTM F28-91 определяет порядок и условия определения обьемного времени жизни носителей в германии и в кремнии. Эта стандарт основан на измере

Механизмы рекомбинации
Механизмы рекомбинации. По виду передачи энергии рекомбинирующих частиц различают три основных типа рекомбинации. 1. Рекомбинация называется излучательной, или фотонной, если энергия рекомбинирующи

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги