Моделювання ефективності за-стосування SiGe для виготовлен-ня високовольтних тиристорів
DOI:
https://doi.org/10.34185/1562-9945-3-140-2022-02Ключові слова:
атмосферні нейтрони, радіаційна стійкість, моделювання експериментальних даних, силові високовольтні тиристори Т122, ідентична технологія, застосування CZ-Si та CZ-<Si, Ge>Анотація
На силові напівпровідникові прилади (СНП) в наземних умовах діють високі потоки атмосферних нейтронів, що що ставить завдання розробки та застосування кремнія із високою радіаційною стійкістю. Для підвищення їх радіаційної стійкості запропоновано застосування ізовалентно легованого германієм (Ge) монокристалічного кремнію (CZ-<Si,Ge>). Проведено моделювання експериментальних даних щодо придатних силових тиристорів загального призначення високовольтного класу типу Т122, виготовлених за ідентичною технологією з застосуванням CZ-Si и CZ-. Отримані результати для обґрунтованого вибору концентрації Ge. Показано, що при введенні в технологію цих приладів SiGe спостерігається немонотонна зміна частки тиристорів, що піддаються випробуванням на вихід придатних приладів високих (10, 11, 12) класів (величина імпульсної напруги, що повторюється, в закритому стані 1000, 1100 і 1200 В). Концентрація Ge, придатна для виготовлення високовольтних тиристорів, перебуває у інтервалі 2·1019 - 1·1020 см-3. Запропоновано виготовлення партії тиристорів Т122 12 класу та проведення їх радіаційних випробувань із застосуванням (на першому етапі) γ-опромінення.
Посилання
V.M. Vladimirov, L.V. Granitsky, N.N. Gurova, A.V. Salagaeva, R.G. Khlebopros. Planetary distribution of secondary neutrons. Site "Modern problems". [Electronic resource] Access mode /http://modernproblems.org.ru/ecology/14-hlebopros3.html
Measurement and Reporting of Alpha Particle and Terrestrial Cosmic Ray-Induced Soft Errors in Semiconductor Devices. JEDEC STANDARD JESD89A (Revision of JESD89, August 2001) OCTOBER 2006 JEDEC SOLID STATE TECHNOLOGY ASSOCIATION.
Bytkin, S., Kritskaya, T. Germanium-doped silicon (SiGe) as a material for the manufacture of power semiconductor devices resistant to secondary cosmic radia-tion. Bulletin of NTU "KhPI". Series: Electric machines and electromechanical energy conversion. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2019, 20 (1345), 102–109, doi:10.20998/2409-9295.2019.20.14.
H. Wang, M. Liserre, F. Blaabjerg et al. Transitioning to physics-of-failure as a reliability driver in power electronics. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2014, p.p. 1-18.
Efstratia N. Sgourou, Yerasimos Panayiotatos, Ruslan V. Vovk, Alexander Chroneos. Toward Defect Engineering Strategies to Optimize Energy and Electronic Materials. Review. Appl. Sci. 2017, 7, 674; doi:10.3390/app7070674
A. Chroneos, C. A. Londos, E. N. Sgourou, P. Pochet. Point defect engineering strategies to suppress A-center formation in silicon. Appl. Phys. Lett. 99, 241901 (2011); doi: 10.1063/1.3666226. View online: http://dx.doi.org/10.1063/1.3666226
C. A. Londos, E. N. Sgourou, D. Hall, A. Chroneos. Vacancy-oxygen defects in silicon: the impact of isovalent doping. J. Mater. Sci.: Mater Electron (2014) 25:2395–2410 http://dx.doi.org/10.1007/s10854-014-1947-6
Christopoulos, S-R.G., Parfitt, D., Sgourou, E. N., Londos, C. A., Vovk, R. V., Chroneos, A. (2016) Controlling A-center concentration in silicon through isovalent doping: Mass action analysis. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, volume 27 (5): 4385-4391 http://dx.doi.org/10.1007/s10854-016-4308-9
S. V. Bytkin, T. V. Kritskaya, S. P. Kobeleva. Statistical analysis of germanium influence on radiation and thermal stability of the n-p-n-p device structures based on CZ-Si〈P, Ge〉 electrophysical properties. Russian Microelectronics, December 2014, Volume 43, Issue 8, pp. 546–551
Power Thyristor Т122-25. [Electronic resource] Access mode: // https://asenergi.com/catalog/tiristory-silovye/t122/t122-25.html#more
Т122-20, Т122-25, Т122-32 – Thyristors. [Electronic resource] Access mode: // https://npp-tp.ru/products/electrical/silovaya-elektronika/tiristoryi/tiristoryi-nizkochastotnyie/tiristoryi-t122-20,-t122-25,-t122-32.html
Kritskaya, T. V., Bytkin, S. V. Perspective semiconductor materials for the using in the power electronics. Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2018, 26(1302), 1, 148-161, doi:10.20998/2413- 4295.2018.26.21.
Bytkin S.V., Kritskaya T.V. Features of the properties of semiconductor ma-terials for use in power semiconductor devices. Materials of the international scientific conference "TOPICAL ISSUES OF APPLIED PHYSICS AND ENERGY", May 24-25, 2018. Sumgait State University, Sumgait, Azerbaijan. Pp. 438-443.
Bytkin S.V., Kritskaya T.V., Radin E.G., Goncharov V.I., Kunitsky Yu.I., Kobeleva S.P. Experimental study of the characteristics of thyristors fabricated on Si un-der the action of gamma irradiation. Proceedings of Universities. Materials of elec-tronic engineering. No. 3, 2012, pp. 45-48.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
