DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.14

Кремній легований германієм (sige), як матеріал для виготовлення силових напівпровідникових приладів, стійких до дії вторинного космічного випромінювання

Сергей Витальевич Быткин, Татьяна Владимировна Критская

Анотація


Проблема непередбачуваного виходу з ладу силових напівпровідникових приладів може бути вирішена при використанні технологій, що забезпечують підвищення їх радіаційної стійкості. Використання монокрісталів кремнію, легованих германієм, уповільнює деградацію характеристик приладів при впливі іонізуючих випромінень, що є альтернативою дефіцитним і дорогим GaAs, GaN, SiC, застосовуваним для цих цілей. Вплив вторинного космічного випромінювання може бути відповідальним за деградацію електрофізичних параметрів монокристалів кремнію при їх тривалому зберіганні, а також за зниження ефективності роботи полупроводнікових перетворювачів сонячної енергії.

Ключові слова


Кремній, легований германієм; силовий напівпровідниковий прилад; пробою p-n-переходу; вторинне космічне випромінювання.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bytkin, S.V. Konkurentnaya razvedka kon"yunkturnotekhnologicheskikh perspektiv traditsionnogo i high-tech eksporta Ukrainy: monografiya /S.V. Bytkin; Zaporíz. derzh. ínzh. akad. – Zaporízhzhya: ZDÍA, 2017. – 276s.

Bytkin S.V. Eksport poluprovodnikovykh materialov kak perspektivnoye napravleniye prodazh na mirovom rynke /S.V Bytkin, T.V. Kritskaya //Upravlencheskiye tekhnologii v reshenii sovremennykh problem razvitiya sotsial'noekonomicheskikh sistem. Monografiya. Pod obshch. red. O.V. Martyakovoy. Razdel 1.2.7. (str. 169-176). Donetsk: GVUZ «DonNTU», 2011. -744 s.

Khavronin S. B. Osobennosti razvitiya naukoyomkogo biznesa v stranakh Severnoy Yevropy /S.B. Khavronin //Avtoref. diss. k.e.n. po spets. 08.00.14 – mirovaya ekonomika. Tsentr yevropeyskikh issledovaniy IMEMO RAN. M. 2012g. 22 s.

Rahimo M. Power Semiconductors for Power Electronics Applications ABB Switzerland Ltd. / Munaf Rahimo // Semiconductors. CAS-PSI Special course Power Converters, Baden Switzerland, 8th May 2014, slides 43, 46.

Haungs A. Energy of high-energy cosmic rays. // A. Haungs, H. Rebel, M. Roth // Reports on Progress in Physics, 66 (7): 1145, 2003. http://dx.doi.org/10.1088/0034-4885/66/7/202

Ziegler, J. F. Terrestrial cosmic rays / J. F Ziegler // IBM J. RES. DEVELOP. V. 40 NO. 1 JANUARY 1998, R. 19-39

Ziegler, J.F. computer electronics (1978-1994) / J. F. Ziegler, H. W. Curtis, H. P. Muhlfeld, C. J. Montrose et al. // IBM J. RES. DEVELOP. V. 40 NO. 1 JANUARY 1996, R. 3-18

Normand E. Los Alamos, NM; Single Neutron-Induced Single Event Burnout Voltage Electronics; E. Normand, J. Wert, D. Oberg, P. Majewski, P. Voss, S. Wender [Elektronnyy resurs] Rezhim dostupa: // http://www.boeing.com/assocproducts/radiationlab/publicati ons/Neutron_Induced_Single_Event_Burnout_in_High_Volt age_Electronics.pdf

Findeisen Ch. Cosmic rays interacting with biased high power semiconductor devices /Ch. Findeisen, E. Herr, Th. Stiasny, H.R. Zeller. //International Foundation HFSJG Activity Report 1999/2000 [Elektronnyyresurs] /Rezhim dostupa:// http://www.ifjungo.ch/reports/1999_2000/pdf/23.pdf

Patton, M. Strategies for Radiation Hardness Testing of Power Semiconductor Devices /M. Patton, R. Harris, R. Rohal, T. Blue, A. Kauffman, A. Frasca. //NASA/CR—2005213807 May 2005 Paper 1021 [Elektronnyyresurs] Rezhim dostupa:// http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2005/CR-2005213807.pdf

Vladimirov, V.M. Planetarnoye raspredeleniye vtorichnykh neytronov. /V.M. Vladimirov, L.V. Granitskiy, N.N. Gurova, A.V. Salagayeva, R.G. Khlebopros. //Sayt «Sovremennyye problemy». [Elektronnyy resurs] Rezhim dostupa: http://modernproblems.org.ru/ecology/14hlebopros3.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.

Wang, H. Transitioning to physics-of-failure as a reliability driver in power electronics / H. Wang, M. Liserre, F. Blaabjerg et al. //IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. 2014, R. 1-18.

Kaminski N. Vozdeystviye kosmicheskogo izlucheniya na intensivnost' otkazov IGCT. /N. Kaminski, A. Chekmarov, I. Korzina, T. Styasni // Silovaya elektronika, 2008. № 1, [Elektronnyy resurs]. Rezhim dostupa: // http://www.powere.ru/2008_1_30.php

Esquivel A. How can Motor Drive benefit from Silicon Carbide Products? /AlejandroEsquivel Cree Power – July 2014

Kaminski, N. Failure Rates of IGCTs Due to Cosmic Rays /N. Kaminski, Th. Stiasny //Application Note 5SYA 204601 ABB Switzerland Ltd, Semiconductors. 2005.

Lomonova E. Cosmic Radiation Kills and may be the primary cause of failures in your high voltage MOSFET based designs /E. Lomonova, J. Schellekens, J. van Duivenbode, AlessioGriffoni, D. Linten //Bodo’s Power Systems, December 2011, . 54-57.

Vologdin E.N. Radiatsionnyye effekty v nekotorykh klassakh poluprovodnikovykh priborov. /E.N. Vologdin, A.P. Lysenko. Uchebnoye posobiye. M.: Nauchnoobrazovatel'nyy tsentr Moskovskogo regiona v oblasti fundamental'nykh problem radiatsionnoy fiziki tverdogo tela i radiatsionnogo materialovedeniya. MGIEM. 2001. 70 s.

Kritskaya T. V. Sovremennyye tendentsii polucheniya kremniya dlya ustroystv elektroniki. Monografiya /T. V. Kritskaya //Zaporozh'ye: ZGIA, 2013. 353 c.

Kritskaya T.V., Bytkin S.V. Radiatsionnaya degradatsiya vremeni zhizni neosnovnykh nositeley zaryada v kremniyevykh p+-n-strukturakh /T.V.Kritskaya, S.V.Bytkin //Metalurgíya. Zbírnik naukovikh prats' ZDÍA, vip. 1(26). Zaporízhzhya: ZDÍA. 2012, S.110-116

Issledovaniye protsessov vosstanovleniya obratnogo soprotivleniya dioda s p-n-perekhodom. Uchebnometodicheskoye posobiye. Sostavitel' A.P. Lysenko. //Moskovskiy gosudarstvennyy institut elektroniki i matematiki (tekhnicheskiy universitet). M. 2012g. 32 s.

Londos C.A., Carbon, oxygen and intrinsic defect interactions in germanium-doped silicon.Semicond. /C.A. Londos, E. N. Sgourou, A. Chroneos, V. V. Emtsev//Sci. Technol. V. 26 (2011) 105024 (7pp) [Elektronnyyresurs] Rezhim dostupa: Online at stacks.iop.org/SST/26/105024

Kustov V.Ye. Vnutrenniye uprugiye deformatsii v kremnii /V.Ye. Kustov, T.V. Kritskaya, N.A. Tripachko, L.I. Khirunenko, V.I. Shakhovtsov, V.I. Yashnik // Neorganicheskiye materialy. 1991. - t. 27, №6. S. 1116-1118.

Rakhmatov A.Z. Analiz perekhodnykh protsessov v radiatsionno obluchonnykh kremniyevykh p+nn+ - strukturakh. /A.Z. Rakhmatov, A.V. Karimov //FÍPFIPPSE 2012, vol. 10, No. 4. R. 392-396

Zimek Z. New trends in electron accelerators development. PlasTEP seminar: “New trends in air pollution” / Z. Zimek //Warsaw. -2014

Outeiro, MT; Visintini, R; Buja, G. Considerations in Designing Power Supplies for Particle Accelerators /M.T. Outeiro, R. Visintini, G.Buja // 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (2013) Proceedings Paper. Pages: 7076-7081 (6).

Barabash L.І. Such methods of podvyschennya rad_atsіyno ї stikkost_ napivvvrovnikny mater_al_v / L.I. Barabash, I.M. Vishnevsky, A.A. Thunderstorm, A.YA. Karpenko, P.G. Litovchenko, M.I. Starchik // Problems of Atomic Science and Technology 2007, No. 2. Series: Physics of radiation damage and radiation materials science (V. 90), P. 182-189.

Litovchenko P.G. Vpl dom_shok on radіatsіyu sty_ykіst monocrystal silicon / P.G. Litovchenko, L.I. Barabash, S.V. Berdnichenko, D. Bіzello, V.I. Varnina, A.A. Thunderstorm, O.P. Dolgolenko, T.І. Kibkalo, V.F. Lastovetsky, OP Litovchenko, L.A. Polivtsev, L.S. Marchenko, M.I. Starchik // Questions of atomic science and technology. Series: Physics of Radiation Damage and Radiation Materials. 2009. № 2 (в. 93), p. 39-42.

Londos C.A. Impact of isovalent doping on radiation defects in silicon /C.A. Londos, E.N. Sgourou, D. Timerkaeva, A. Chroneos, P. Pochet, V.V. Emtsev // Journal of Applied Physics. v.114. 2013. - R. 113504 30.

Higham E. Future RF Market Opportunities for GaN / E. Higham // Microwave Journal and IMS, June 20th, Montreal 2012. [Elektronnyyresurs] Rezhim dostupa:http://www.google.com.ua/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&fr m= 1 & source = web & cd = 1 & cad = rja & uact = 8 & ved = 0ahUKEwib87OD6brJAhUjEXIKHRtoDEIQFggaMAA & url = http% 3A% 2F% 2Fwww.microwavejournal.com% 2Fext% 2Fresources% 2Fpdf-downloads% 2FIMS% 2FGaNPanel-session-SA.pdf & usg = AFQjCNEiAUZKHzNN2_3qVgk7tdB8FzcEeA & bvm = bv.108194040, d.bGg