Вышедшие номера
Биполярные переключатели с распределенными микрозатворами. Условия вхождения в динамический пробой при выключении
Горбатюк А.В.1, Грехов И.В.1, Гусин Д.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: agor.pulse@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 декабря 2008 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2009 г.

Предложена универсальная компактная методика расчета условий динамического лавинного пробоя биполярных переключателей с p+nn0(p0)pn+-структурой и с распределенными микрозатворами при их запирании в цепи с резистивной нагрузкой. Получаемые условия определяют ограниченную пробоем предельную коммутируемую мощность конкретного прибора. Представлены примеры расчета границ области безопасной работы по току и напряжению и предельной мощности для структур Si и 4H-SiC. Установлено, что в наибольшей степени подвержены пробою структуры с затворами, которые при запирании экстрагируют неосновные носители, причем того типа, который обладает более высоким коэффициентом ударной ионизации, т. е. электроны из p0-базы для кремния, или дырки из n0-базы для 4H-SiC. Напротив, наиболее устойчивы к пробою еще не получившие распространения структуры с затворами противоположного типа, т. е. для случая Si --- экстрагирующими дырки из p0-базы, а для 4H-SiC --- экстрагирующими электроны из n0-базы. Показано, что при реализации таких конструкций для Si-переключателей с напряжением переключения Umax~5-7 kV максимальная мощность, приведенная к единице площади, может быть увеличена от обычного уровня ~200 kJ/cm2 до нового теоретического предела ~0.7-1.0 MW/cm2, а для переключателей на основе 4H-SiC с Umax~4.5-10 kV этот предел может достигать 200 MW/cm2 и выше. PACS: 72.20.Ht, 77.22, 85.30.-z, 85.30.Rs
  1. Baliga B.J. // IEEE Trans. Electron. Devices. 1991. Vol. ED-38. N 7. P. 1568
  2. Kwork K.N. // IEEE Trans on ED. 1996. Vol. ED-43. N 10. P. 1760--1766
  3. Brown E.R. // Solid State Electronics. 1998. Vol. 42. N 12. P. 2119--2130
  4. Бономорский О.И., Воронин П.А. Пат. РФ N 2199795. Опубл. 27.02.2003. БИ N 6; Бономорский О.И., Воронин П.А., Куканов В.В. и др. // Компоненты и технологии, 2004. N 8. С. 68--71
  5. Грехов И.В., Мнацаканов Т.Т., Юрков С.Н. и др. // ЖТФ. 2005. Т. 75. Вып. 7. С. 80--87; ЖТФ. 2006. Т. 76. Вып. 5. С. 76--81
  6. Чернявский Е.В., Попов В.П., Пахмутов Ю.С. и др. // Микроэлектроника. 2002. Т. 31. Вып. 5. С. 376--384
  7. Huang S., Udrea F., Amaratunga G.A.J. // Solid State Electronics. 2003. Vol. 47. P. 1429--1436
  8. Levinshtein M.E., Rummyantsev S.L., Mnatsakanov T.T. et al. // Int. J. of High Speed Electronics and Systems. 2005. Vol. 15. N 4. P. 931--996
  9. Geil B.R., Bayne S.B., Ibitauo D., Koebke M.G. // IEEE Tr. Plasma Science. 2005. Vol. 33. N 4. P. 1226--1234
  10. Wachutka G.K. // IEEE Tr. El. Dev. 1991. Vol. 38. N 6. P. 1516
  11. Oetjen J., Jungblut R., Kuhlmann U., Arkenau J., Sittig R. // Solid State Electronics. 2000. Vol. 44. P. 117--123
  12. You B., Huang A.Q. // Solid State Electronics. 1998. Vol. 42. N 5. P. 785--794
  13. Liu Y., You B., Huang A.Q. // Solid State Electronics. 2003. Vol. 47. P. 1--14
  14. Ogura T., Ninomiya H., Sugiyama K. et al. // IEEE Tr. Electron Devices. 2004. Vol. ED-51. N 4. P. 636--641
  15. Ghowdhuri P. // Direct Current. 1965. Vol. 10. N 3. P. 131--139.
  16. Павлик В.Я., Тандоев А.Г. // Радиотехника и электроника. 1983. Т. 28. Вып. 11. С. 2290--2292
  17. Domeij M., Lutz J., Silber D. // IEEE Tr. El. Dev. 2003. Vol. ED-50. N 2. P. 486--493
  18. Грехов И.В. Пат. РФ N 2335824. Опубл. 10.10.2008. БИ N 28
  19. Кернер Б.С., Осипов В.В. // Письма в ЖЭТФ. 1973. Т. 18. С. 122
  20. Мельникова Ю.С. // ФТП. 1990. Т. 24. Вып. 1. С. 66--71
  21. Горбатюк А.В. // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32. Вып. 23. С. 1--9
  22. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. (Sze S.M. Physics of semiconductor devices. NY: Wiley-Interscience Publication, 1981)
  23. Кюрегян А.С., Юрков С.Н. // ФТП. 1989. Т. 23. Вып. 10. С. 1819--1821
  24. Hatakeyama T., Watanabe T., Kojima K., Sano N., Shinobe T. and Araj K. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2004. Vol. 815. J9.3.6

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.