автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Конструирование и технология производства полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона и устройств на их основе

Попов Владимир Васильевич

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА И УСТРОЙСТВ НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность: 05.27.06 - Технология и оборудование для производства

полупроводников, материалов и приборов электронной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ДЕК

Санкт-Петербург 2009

003487307

Работа выполнена в ЗАО «Светлана-Электронприбор» ОАО «Светлана» и в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Быстров Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мироненко Игорь Германович доктор технических наук Толкачев Алексей Алексеевич

Ведущая организация - ОАО «Холдинговая компания «Ленинец»

Защита состоится «^/^й^уК-/ 2009 г. в

_час. на

заседании совета по защите Докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.04 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан « » _2009 г.

Ученый секретарь

совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций ___ /

д.т.н. профессор уГ А Мошников В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Современное развитие систем связи, радиотехнических средств управления воздушным движением, систем предупреждения столкновения во время захода летательного аппарата на посадку, обзор летного поля в неблагоприятных метеоусловиях, систем точного оружия и др. идет по пути освоения миллиметрового диапазона длин волн.

Актуальным направлением в развитии систем миллиметрового диапазона является их применение для безопасности дорожного движения, систем морской и речной навигации, службы метеообеспечения.

В настоящее время проводятся широкие исследования возможности применения миллиметрового диапазона длин волн в интересах медицины.

Развитие систем миллиметрового диапазона длин волн стало возможным с появлением твердотельных приборов СВЧ, которые позволили решить проблемы генерации, усиления, преобразования электромагнитных колебаний гигагерцового диапазона длин волн.

Большой вклад в развитие методов анализа систем миллиметрового диапазона, создание новых конструкций, разработку технологии производства приборов СВЧ внесли: Барыбин A.A., Вайсблат A.B., Вендик И.Б., Вендик О.Г., Голант М.Б., Григорьев А.Д., Девятков Н.Д., Лебедев И.В., Мироненко И.Г., Ребров С.И., Сестрорецкий Б.В., Уман С.Д., Хижа Г.С. и др.

По мере освоения миллиметрового диапазона, расширения областей его применения к активным элементам таких систем предъявляются все более жесткие требования с точки зрения стабильности параметров, долговечности, увеличения мощности, расширения частотного диапазона. Поэтому проблема разработки прогрессивных конструкций и технологий производства приборов СВЧ, таких как диоды Ганна (ДГ) и p-i-n диоды, а также устройств с их использованием является актуальной.

Актуальность данной проблемы подтверждается и на государственном уровне. В частности, разработана и принята Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база», в которой в разделе 2 обращается большое внимание на разработку полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона — диодов Ганна и p-i-n диодов.

Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование и разработка научно обоснованных конструкторских и технологических решений, направленных на создание полупроводниковых приборов и устройств на их основе миллиметрового диапазона длин волн. Основное внимание в диссертации было обращено на разработку диодов Ганна и высокостабильных малошумящих генераторов на их основе, а также монолитных p-i-n диодных матриц для мощных устройств защиты и бескорпусных p-i-n диодов с малой емкостью на интегральном теплоотводе для широкополосных защитных систем.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

1. Разработка алгоритма и программы расчета максимальной частоты генерации и отрицательного сопротивления домена диода Ганна на основе совместного решения уравнений, определяющих амплитудные и фазовые условия самовозбуждения диодов Ганна.

2. Разработка конструкций и технологии изготовления диодов Ганна миллиметрового диапазона длин волн с повышенной выходной мощностью и КПД. Выявление факторов, определяющих стабильность частоты генераторов на диодах Ганна (ГДГ) и разработка конструктивных решений, обеспечивающих создание высокостабильных малошумящих ГДГ миллиметрового диапазона длин волн с минимальными массо-габаритными параметрами.

3. Исследование способов механической перестройки частоты ГДГ, не ухудшающих их частотную стабильность, уровень выходной мощности и КПД. Организация производства разработанных малошумящих, высокостабильных, малогабаритных генераторов на диодах Ганна миллиметрового диапазона.

4. Разработка инженерной методики расчета р-1-п диодных матриц в интегральном исполнении на основе кремниевых мембран, а также технологии их производства. Исследование характеристик управляемых (активных) и неуправляемых (пассивных) многодиодных матриц в режиме приема и защиты.

5. Организация производства управляемых защитных устройств (ЗУ) на импульсную мощность до 1кВт с быстродействием 100 не на основе р-г-п диодных матриц в интегральном исполнении и пассивных ЗУ на импульсную мощность до 500 Вт с быстродействием 300 не.

6. Разработка бескорпусных р-1-п диодов с малой емкостью на интегральном теплоотводе и создание на их основе широкополосных защитных устройств.

Методы исследования и использованная аппаратура

При решении поставленных задач применялись следующие основные методы исследований:

• анализ и обобщение литературных данных расчета, конструирования и технологии производства полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона, а также устройств на их основе;

• методы математического анализа и компьютерного моделирования;

• экспериментальные исследования с использованием осциллографической техники, микроволновых устройств, методов электронной микроскопии и др.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Разработанный диод Ганна с несколькими меза-структурами, созданный по специальной технологии с учетом конструктивных особенностей генераторов обеспечивает эффективную генерацию СВЧ

колебаний с выходной мощностью не менее 150 мВт и КПД 6 % в непрерывном режиме рабош в миллиметровом диапазоне.

2. Использование цилиндрического резонатора с колебаниями вида Еш и специальной технологии его изготовления, а также оригинального способа монтажа диода Ганна позволяют реализовать в 8-миллиметровом диапазоне длин волн миниатюрные однорезонаторные конструкции ГДГ с долговременной стабильностью частоты не хуже 2-Ю"4 и уровнем частотных шумов на расстоянии 10 кГц от несущей не более- 105 дБ/Гц.

3. Интегральные p-i-n диодные матрицы в составе защитных устройств миллиметрового диапазона обеспечивают, по сравнению с защитными устройствами на основе дискретных p-i-n диодов, увеличение в 10 раз (до 1 кВт в импульсе) рабочей мощности при высоком быстродействии (100-300 не).

4. Защитное устройство на основе волноводно-щелевой линии с использованием разработанных бескорпусных p-i-n диодов на интегральном теплоотводе позволяет расширить полосу частот до 42 % в 8-ми миллиметровом диапазоне.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Осуществлен анализ эквивалентной схемы генератора на диоде Ганна с учетом сопротивления и емкости областей слабого поля, а также домена сильного поля.

2. Показано, что для обеспечения стабильной генерации ДГ в миллиметровом диапазоне длин волн значения индуктивности и емкости диода должны лежать в определенных пределах, выход за которые как в сторону увеличения, так и уменьшения приводит к появлению возможности перескоков частоты генерации.

3. Установлено, что использование в колебательной системе ГДГ резонаторов на отрезке волновода с большим отношением резонансной длины волны к критической повышает добротность резонатора и увеличивает стабильность частоты генерации.

4. Показано, что использование цилиндрического резонатора, работающего на высшем виде колебаний Е0ю, позволяет отказаться от внешнего стабилизирующего резонатора, сохранив высокую стабильность частоты и существенно снизив габариты и массу резонатора.

5. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание методики расчета интегральных p-i-n диодных матриц и бескорпусных p-i-n диодов с малой емкостью структуры (0,02...0,03) пФ.

6. Разработаны конструкция и технология изготовления монолитных многодиодных матриц на базе высокоомных кремниевых монокристаллических подложек.

Практическая значимость диссертационной работы:

1. Разработана и внедрена в производство технология изготовления диодов Ганна для высокостабильных генераторов миллиметрового диапазона.

2. Созданы конструкции высокостабильных малошумящих генераторов Ганна с параметрической стабилизацией частоты.

3. Разработанные ГДГ типа "Окно" и МЗЦ01-С используются в PJIC специального назначения в промышленной аппаратуре для точного измерения скорости транспортных средств, а также в приемопередающих модулях для систем связи и беспроводных соединений в компьютерных сетях.

4. Предложена и внедрена в производство технология изготовления p-i-n диодных матриц в микроэлектронном исполнении и защитных устройств на их основе.

5. С использованием разработанных p-i-n диодных матриц созданы и освоены в производстве приемно-усилительные модули типа М45163 и М55145.

6. Созданы бескорпусные p-i-n диоды на интегральном теплоотводе, на основе которых разработаны широкополосные защитные устройства М54403 и М54205.

Практическая новизна предложенных конструкторско-технологических решений отмечена на государственном уровне выдачей патента на полезную модель.

Апробация работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на:

• 18-ой Международной Крымской конференции «СВЧ. техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2008;

• 64-ой НТК, посвященной дню радио и 150-летию А.С. Попова, Санкт-Петербург, 2009.

• Международном симпозиуме «Progress in Electromagnetics Research», Москва, МИРЭА, 2009.

• Юбилейной НТК «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы». Саратов, 2009;

• НТК СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, 2009.

Реализация и внедрение результатов исследования

Внедрение результатов исследований диссертационной работы в части твердотельных СВЧ-генераторов осуществлялось по нескольким направлениям: на основе разработанных приборов были созданы специализированные устройства (гетеродины, задающие генераторы) для передающих узлов радиолокационного назначения «Тополь-М», «Зоопарк»; осуществлена разработка допплеровских датчиков скорости для сортировочных горок Российских железных дорог, а также приемно-передающих модулей типа «Ожог» и «Ром» для аппаратуры связи.

Разработанный приемно-усилительный модуль М45163 входит в состав зенитного ракетно-пушечного комплекса «Панцирь С-1». Он обеспечивает защиту высокочувствительного приемника от синхронных и несинхронных помех. Модуль М55145 используется для комплектации аэродромного метеорадара «Механизм».

Экономический эффект от внедрения выполненной работы составил 25,5 млн. руб.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них 7 статей в научно-технических журналах, в том числе две публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, 4-х докладов на Международных и Российских научно-технических конференциях и семинарах и получен патент на полезную модель. Личное участие автора в указанных работах и докладах выразилось в определении цели, разработке методов исследования, проведении экспериментов, анализе и обобщении результатов, формулировании выводов.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и приложения. Она содержит 170 страниц машинописного текста, включает 65 рисунков и 20 таблиц. Список литературы насчитывает 92 наименования.

Краткое содержание работы

Во введении раскрываются области применения и современное состояние исследований и разработок в области СВЧ полупроводниковых приборов и устройств на их основе, обосновывается актуальность темы, определяются цели и задачи работы, отмечаются научная новизна и практическая значимость, характеризуются методы исследования, приводятся сведения об апробации работы и структуре диссертации, формулируются основные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены основные области применения полупроводниковых приборов СВЧ. Отмечено, что для маломощных РЛС (например, для измерителей скорости транспортных средств), гетеродинов приемников, измерительной аппаратуры, передатчиков локальных беспроводных сетей связи требуются генераторы с выходной мощностью несколько единиц или десятков милливатт, работающие в непрерывном или импульсном режиме. К таким генераторам предъявляются достаточно жесткие требования по стабильности частоты, уровню амплитудных и фазовых шумов, возможности перестройки частоты, массогабаритным параметрам. В качестве элементной базы в таких устройствах в настоящее время используются, как правило, полупроводниковые приборы - полевые транзисторы с барьером Шоттки, лавинно-пролетные диоды и диоды Ганна, называемые также диодами с междолинным переносом электронов (МЭП-диодами). Из перечисленных выше устройств генераторы на диодах Ганна

(ГДГ) обладают оптимальным сочетанием эксплуатационных параметров. В миллиметровом диапазоне длин волн, в связи с уменьшением добротности колебательных систем, стабильность частоты ГДГ часто оказывается недостаточно высокой для конкретного применения.

Неотъемлемой частью современных радиолокационных станций, высокочувствительных приемников, малошумящих усилителей являются защитные устройства (ЗУ), обеспечивающие защиту входных каскадов приемника или усилителя от мощных синхронных и несинхронных сигналов. В современных ЗУ в качестве активных элементов широко используются р-г-п-диоды. К ЗУ предъявляются жесткие требования по вносимому затуханию, изоляции, полосе рабочих частот, времени срабатывания и ряду других параметров, удовлетворить которым, особенно в миллиметровом диапазоне длин волн, традиционные конструкции ЗУ на дискретных элементах уже не способны. Одним из перспективных путей решения проблемы является переход к интегральным диодным матрицам, устанавливаемым непосредственно в поперечном сечении волновода. Однако такой переход требует проведения целого ряда конструкторских и технологических исследований и разработок.

Во второй главе проведен анализ эквивалентной схемы генераторов на диодах Ганна, представленной на рис. 1.

Рис. 1. Эквивалентная схема генератора на диоде Ганна

2»

I,

На этой схеме Яс,Сс,Ьс-сопротивление, емкость и индуктивность корпуса диода, .йо.С;,- сопротивление и емкость области слабого поля, сопротивление и емкость домена сильного поля, КГ,ЬГ,СГ-сопротивление, индуктивность и емкость колебательной системы, Ц-индуктивность диафрагмы связи, полное сопротивление

нагрузки.

н

и емкость

Анализ этой схемы позволил получить систему уравнений, определяющих амплитудные и фазовые условия самовозбуждения генератора на диоде Ганна:

С7=

+(«П Ц.-ЫуЯ/Ло -со

+

+■

(ад / С, - (0%^ |2 + ш2А?2нЛг2 оз!с2нДг [со1,2н + и1г2н + -2Н /(соСг)] (ад / сг - ]2+

,2

= 0;

в =

шСс

юСрДр2 гоС^

А/

/

+

+

где = 1 + со2С02^; Д, = 1 +

Для решения этой системы уравнений была разработана специальная программа, написанная в среде Ма1:1аЬ. Она позволяет исследовать зависимость частоты генерации и необходимого для самовозбуждения значения отрицательного сопротивления домена от любых параметров диода и резонатора, а также от степени связи резонатора с нагрузкой, т. е. выявить факторы, оказывающие наибольшее влияние на стабильность частоты генератора.

Основным фактором, влияющим на стабильность частоты генерации, является эквивалентная добротность колебательной системы ГДГ.

Исследовано несколько способов увеличения добротности колебательной системы ГДГ миллиметрового диапазона длин волн, не связанных с применением внешнего высокодобротного стабилизирующего резонатора, который существенно увеличивает массу и габариты устройства. Наиболее перспективным оказалось использование резонаторов в виде отрезка прямоугольного волновода с отношением резонансной длины волны к критической длине волны волновода Х/\с, близким к единице, и использование цилиндрического резонатора, возбуждаемого на колебаниях вида Е02о-

В работе было предложено и исследовано два способа механической перестройки частоты: с помощью подвижного плунжера и с помощью диэлектрического штыря.

Существенное влияние на параметры генератора оказывают свойства используемого в нем диода Ганна. В частности, было выяснено, что неравномерность легирования базы снижает стабильность частоты генератора и диапазон плавной перестройки частоты вследствие изменения

формы вольтамперной характеристики диода. Несмотря на широкую распространенность, диоды Ганна, отвечающие всем требованиям для создания генераторов миллиметрового диапазона, на момент начала настоящей работы отсутствовали. В связи с этим была разработана конструкция и технология изготовления таких диодов и освоено их опытно-промышленное производство. Конструкция разработанного диода показана на рис. 2.

На медный держатель 1, служащий одним из электродов, закрепляется кристалл, состоящий из п+ подложки 4 из арсенида галлия и четырех меза-структур, содержащих базу и-типа 2 и и+-контакт 3. Для улучшения теплоотвода используется обратный монтаж, при котором тепловое сопротивление структуры минимально. Полупроводниковая структура герметизируется керамической втулкой б, припаянный к держателю ультразвуком, на которую приваривается золотой катодный электрод 5. Затем этот электрод деформируется до соприкосновения с подложкой и приваривается к ней. Такая конструкция обеспечивает минимальные значения паразитных параметров (индуктивность корпуса ¿с < 0.3 нГн и емкостьСс <0.2 пФ), что позволило использовать их для построения генераторов миллиметрового диапазона длин волн.

С использованием разработанного диода Ганна был создан малогабаритный ГДГ 8-ми миллиметрового диапазона типа «Окно» трех литер, отличающихся механизмом перестройки частоты.

Литеры этого генератора имеют повышенную стабильность частоты за счет применения волновода с уменьшенным поперечным сечением, что позволило увеличить отношение 'к/Хср,о 0.91...0.93. Прибор имеет габариты 44x49x42 мм3, что существенно меньше габаритов других ГДГ с аналогичными параметрами.

Генераторы данного типа были внедрены в производство и использованы в составе радиолокационных станций специального назначения.

В данной главе приведены результаты исследований и характеристики разработанного и освоенного в промышленном производстве малогабаритного, малошумящего ГДГ типа М31101-С. В этом генераторе используется одноконтурная система стабилизации частоты с цилиндрическим резонатором, работающим на колебаниях Еого- Такое решение позволило отказаться от внешнего стабилизирующего резонатора и

тем самым существенно уменьшить массу и габариты ГДГ при сохранении высокой стабильности частоты.

Основные параметры разработанных ГДГ представлены в табл. 1. Там же для сравнения приведены аналогичные параметры отечественных и зарубежных аналогов.

Таблица 1

Параметр М31101-С, МЗ1114-1 «Окно» 47261Н-2402 '00022 6 Примечание

ЗАО "Светлана-ЭП" ЗАО "Светлана-ЭП" Ни^сзАксгаЙ Со, США РЬээеу, Англия *без высокодобротн ого резонатора

Рабочая частота, ГГц 37-38 35.16-35.36 26.5-40 33.5

Диапазон перестройки, % 1-5 0.9 - 3-5

Мощность, мВт 50 35 20 150

Уровень частотных шумов, дБ/Гц 108** 67 78 52 **при отстройке от несущей на 10 кГц

ТКЧ, МГц/°С <0.15*** <0.15 0.7 . 1.5 *** средняя величина ТКЧ =55 кГц/°С

Занимаемый объем,см3 35 200 590 -

Масса, г 160 350 590 -

Генераторы прошли полный цикл испытаний и были использованы в промышленно выпускающейся аппаратуре. Так, генератор М31101С входит в состав серийно выпускаемой аппаратуры для точного определения скорости и пройденного пути транспортного средства в ОАО РЖД. Указанная аппаратура обеспечивает погрешность не более 0,1% в реальных условиях эксплуатации.

В одном из вариантов точного измерителя скорости генератор МЗ11010 был использован в качестве автодина. Расчеты и эксперименты показали, что энергетический потенциал РЛС на автодинном стабилизированном генераторе М31101С составляет 93... 105 дБ в полосе частот 1 кГц.

В третьей главе изложены результаты исследований, направленные на создание полупроводниковых элементов защитных устройств миллиметрового диапазона. Обоснована перспективность использования в ЗУ интегральных многодиодных матриц. Разработана инженерная методика расчета параметров многодиодных р-г-п структур, созданных на кремниевой подложке.

Осуществлен анализ тепловых процессов, связанных с нагревом подложки за счет поглощаемой ею мощности СВЧ сигнала. Задача расчета распределения температуры решена аналитически для круглой подложки и численным методом для прямоугольной подложки.

Для круглой подложки радиуса Л в предположении, что в области

Р

радиуса а выделяется удельная мощность <7 = —--, а по периметру

па ХЬ

подложки поддерживается постоянная температура Т0, распределение температуры по радиусу г определяется соотношениями

Т,=Т0 + (1п— + —)-при 0 < г < я; Т2 =Г0 при а<г<Я,

2 а 2 4 2 г

где Л - теплопроводность кремниевой подложки, Ъ — толщина подложки.

Полученные соотношения позволяют рассчитать максимальный перегрев центра подложки

Отсюда следует, что величина перегрева ДТ зависит от отношения IVа, пропорциональна мощности Р и обратно пропорциональна толщине подложки Ъ. Как показали расчеты численным методом, характер зависимости максимального перегрева от мощности и толщины для прямоугольной подложки практически такой же.

Проведенный анализ волновых и тепловых процессов, определяющих режим работы многодиодных матриц, послужил основой для выбора направлений улучшения их эксплутационных характеристик, путей совершенствования конструкций и технологии изготовления.

Разработана базовая конструкция р-г-п диодной матрицы на кремниевой подложке. На исходной слаболегированной (высокоомной) подложке с концентрацией носителей примерно 1014 см-3 делаются канавки определенной глубины. На боковых стенках полученных канавок формируются области р и п типов проводимости. Степень легирования составляет

см . Протяженность ¿-области определяется минимальным расстоянием между канавками б?, рис. 3.

В управляемой (активной) р-1-п диодной матрице обе боковые стенки канавки легируются зарядами одного типа проводимости. Соседние канавки имеют чередующуюся проводимость р+ и п типа. В результате между близко расположенными сторонами канавок образуются р-1-п диоды. Конструкция неуправляемой (пассивной) матрицы отличается тем, что стороны одной канавки легируются неодинаково. Одна сторона имеет р+ проводимость, а другая - п проводимость. Тогда получаемые р-г-п диоды в параллельных цепочках оказываются включенными последовательно.

Для изготовления подложки использовался кремний марки КБО-2, монокристалл которого разрезался с ориентацией <110> по отношению к кристаллографическим плоскостям. Именно такая ориентация при анизатропном травлении позволяет получить канавки с параллельными стенками.

Для формирования омического контакта выбрана многослойная контактная система Ть№-Аи, отдельные слои которой наносились методом термического напыления. Поверх напыленных слоев наносится слой золота

гальваническим способом толщиной 5 мкм. На заключительном этапе по краю кремниевой подложки осуществляется формирование контактной площадки гальваническим золочением толщиной 12...13 мкм. Разработанная технология позволяла создавать р-1-п диодные матрицы с количеством диодов до несколько сотен.

Канавки формируются с использованием стандартной фотолитографии путем

предварительного окисления полированной кремниевой

пластины во влажном кислороде при температуре 1050 °С до толщины окисла 0,5...0,6 мкм, последующим вскрытием окон для формирования канавок под диффузию бора с проводимостью р типа. После этого формируются канавки, на боковых поверхностях которых создаются области с

проводимостью п типа путем диффузии фосфора. Глубина залегания областей р+ типа и п+ типа составляет порядка 0,8 мкм.

Были проведены всесторонние измерения параметров многодиодных матриц. Исследовались характеристики потерь пропускания и КСВН в режиме приема, а также потерь запирания, величины поглощаемой мощности, устойчивости к воздействию СВЧ мощности в режиме защиты.

На рис. 4 для примера приведены усредненные по результатам испытания 10 матриц, состоящих из 196 диодов, характеристики потерь пропускания и КСВН. Такие матрицы при вносимом затухании Ьг = 20 дБ в рабочей полосе частот 37 ±2 ГГц имеют потери пропускания не более 0,5 дБ и КСВН на уровне 1.1.

На базе разработанных рн-п диодных матриц были созданы два типа защитных устройств: управляемое (активное) и неуправляемое (пассивное).

Оба типа имеют одинаковую конструкцию. В ЗУ первого типа входной каскад выполнен с использованием управляемой матрицы со 196 диодами, а выходной каскад - на 4-х дискретных диодах. Величина запирания такого ЗУ составляет более 40 дБ при максимальной входной импульсной мощности 1 кВт выходная (просачивающаяся) мощность составляет менее 40 мВт. При этом в режиме пропускания в полосе частот 37 ±2 ГГц потери составляют 1 дБ, а КСВН не превышает 1,3.

Трехкаскадное неуправляемое ЗУ, в первом каскаде имеет 72-х р-г-и диодную матрицу, во втором - 8-ми диодную матрицу, а третий каскад выполнен на 4-х дискретныхр-х-п диодах. Создано также неуправляемое ЗУ

2 Г/Г////// ! К /х5 . в

к

\ 4 X

: 1 Ч ' 1 ^ / 1 . 1 1

N

Рис. 3. Конструкция р-'г-п диода в матрице: 1 - кремниевая пластина; 2 - и+-область; 3 - слой 5Ю2; 4 -р+-область; 5 - /-область; 6 - проводящий слой

на сверхмалую просачивающуюся мощность 5 мВт, новизна конструкции которого защищена патентом.

2

■а 1,5

к"

§ « 1,0

1 0,5

с

В 1 0

с

\ V /

\ /

з

2,5 2,0

1,5 1

+4 +б

-2 /о +2 частота, ГГц

+4 +6

-6 -4 -2 /„ +2 частота, ГГц

Рис. 4. Типовые частотные характеристики потерь пропускания и КСВН управляемой матрицы

Для работы в широкой полосе частот были созданы ЗУ на основе

волноводно-щелевой линии с использованием специально разработанного

бескорпусного р-х-п диода с малой емкостью на интегральном теплоотводе

с рассеиваемой мощностью 1 Вт. Основу диода составляет кремниевая

мембрана толщиной 10 мкм, на обеих сторонах которой формируются р+ и

п+ области. Отличительной особенностью такого диода является наличие

массивного теплоотводящего элемента, выполненного из золота.

Заключение.

Основным итогом диссертационной работы явилось решение актуальной научной задачи - исследование, разработка и внедрение новых конструкций и технологий в производство полупроводниковых диодов Ганна и р-1-п диодных матриц миллиметрового диапазона. В ней изложены научно-обоснованные технические и технологические решения, послужившие основой для создания малошумящих, широкополосных, малогабаритных с высокой стабильностью частоты генераторов Ганна, а также активных и пассивных защитных устройств с многодиодными матрицами в микроэлектронном исполнении и широкополосных защитных устройств на бескорпусных рА-п диодах.

Результаты работы более детально могут быть сформулированы следующим образом:

1. Методом эквивалентных схем проведен анализ работы диодов Ганна и генераторов на их основе. Получены выражения для резонансной частоты диода, частоты генерации и рассмотрены факторы, определяющие максимальную частоту ГДГ.

2. Анализ колебательной системы генератора на диодах Ганна на основе энергетического подхода позволил выявить пути повышения стабильности частоты генераторов. Показано, что стабильность повышается при увеличении эквивалентной добротности колебательной системы, что в сочетании с сохранением малых

габаритов достигается, в частности, за счет уменьшения числа колебательных контуров КС генератора.

3. На основе проведенного анализа предложено строить стабилизированные ГДГ миллиметрового диапазона длин волн по одноконтурной схеме с использованием резонаторов на прямоугольных волноводах с резонансной частотой, близкой к критической или на цилиндрических резонаторах на виде колебаний Е02о-

4. Разработана конструкция и технология изготовления диодов Ганна миллиметрового диапазона и генераторов на этих диодах. Освоено промышленное производство генераторов типа «Окно (МЗ1114-1)» и М31101С.

5. Анализ технических характеристик генераторов «Окно» и М31101С и проведенные опытно-конструкторские работы показали перспективность их использования в различной радиоаппаратуре. Они используются в аппаратуре для точного измерения скорости транспортных средств, в РЛС автодинного типа, в ППМ для радиоканалов связи и беспроводных соединений в компьютерных сетях. Разработанные высокостабильные малошумящие генераторы используются в качестве гетеродинов и задающих генераторов приемопередающих узлов зенитно-ракетных комплексов «Тополь-М» и «Зоопарк».

6. Разработаны конструкция и технология изготовления многодиодных матриц в интегральном исполнении. Технология позволяет в кремниевой пластине получать расположенные на определенном расстоянии канавки сложной конфигурации с вертикальными стенками, на поверхности которых создаются р+ и п+ области.

7. Изготовлены многодиодные матрицы с числом р-1-п диодов до 196 штук и всесторонне исследованы их характеристики. Проведенный комплекс динамических испытаний позволил установить, что в полосе частот 37±2 ГГц потери пропускания не превышают 0,5 дБ при КСВН не более 1,5.

8. На базе разработанных многодиодных матриц созданы два типа защитных устройств: с управляемой входной матрицей и неуправляемой. Управляемое защитное устройство, состоящее из 196-диодной входной матрицы и выходной на 4-х дискретных диодах, обеспечивает при максимальной входной импульсной мощности 1 кВт затухание на уровне 40 дБ при быстродействии менее 100 не.

9. Рассмотрены пути создания широкополосных защитных устройств. Разработанное широкополосное защитное устройство на базе волноводно-щелевой линии и созданного бескорпусного р-1-п диода с малой емкостью на интегральном теплоотводе позволило расширить полосу частот в диапазоне 26...40 ГГц.

10. Разработанные управляемое и неуправляемое защитные устройства используются в освоенных в производстве ЗАО «Светлана-Электронприбор» двух модулей М45163 и М55145, которые входят в состав РЛС зенитного ракетно-пушечного комплекса «Панцирь-С» и аэродромного метеорадара «Механизм».

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Попов В.В. Активные элементы для систем защиты миллиметрового диапазона длин волн [Текст] Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2008, вып. 6, с. 66-69.

2. Попов В.В. Стабилизация частоты генераторов на диодах Ганна миллиметрового диапазона длин волн [Текст] Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2009, вып. 1, с. 67-71.

Другие статьи и материалы конференций:

3. Попов В.В. Высокостабильный малошумящий малогабаритный генератор Ганна 8-ми миллиметрового диапазона с параметрической стабилизацией частоты [Текст] /Уман С.Д.// Электронная промышленность. 2002, вып. 4, с. 50-61.

4. Попов В.В. СВЧ полупроводниковые приборы и устройства [Текст] /Уткин Б.Л., Чалый В.П., Савшинский В.А., Волков В.В., Шифман Р.Г.//Электронная техника. 2003, с. 12-16.

5. Попов В.В. Технологическое оборудование [Текст] /Силантьев Н.М., Сивограков Е.Л. // Электронная техника. 2003, с. 29-30.

6. Попов В.В. Перспективы разработки и организация производства СВЧ транзисторов на основе А В в ОАО «Светлана» [Текст] Электронная промышленность. 2002, № 4, с. 29-32.

7. Попов В.В. Оптимизация параметров дискретного микрополоскового полупроводникового фазовращателя/Кузнецов В.И., Лупуляк В.В.// Петербургский журнал электроники. 2004, №1, с. 26-34.

8. Popov V.V. Computer Simulation of p-i-n Diodes of Integrated Millimeter Wavelength Limiters (Компьютерное моделирование p-i-n диодных ограничителей миллиметрового диапазона волн) [Текст] PIERS Proc., 2009. pp.54.

9. Попов В.В. Широкополосные защитные устройства миллиметрового диапазона [Текст] Труды 64-ой НТК, посвященной дню радио и 150-летию A.C. Попова, Санкт-Петербург, 2009, с. 174-175.

Ю.Попов В.В. Генераторы на диодах Ганна миллиметрового диапазона длин волн с повышенной стабильностью частоты [Текст] НТК ««Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы», Саратов, 2009, стр. 134-137.

П.Попов В.В. Применение методов комплексной технологической оптимизации при проектировании МИС СВ [Текст] /Леушин В.Ю., Мешков С.А.// СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Материалы 18-ой Международной Крымской конференции. -Севастополь, 2008 - Т. 1, с. 535-536.

12.Попов В.В. Волноводный полупроводниковый пассивный ограничитель мощности для защиты малошумящих усилителей [Текст] /Кириллов A.B., Смирнов В.В.// Патент РФ на полезную модель № 86354 от 13.04.2009.

работах:

Соискатель

Попов В.В.

Подписано в печать 02.11.09. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 89.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Введение Радиоэлектронные системы миллиметрового диапазона длин

1.1. Системы миллиметрового диапазона длин волн и области применения

1.2. Генераторы электромагнитных колебаний миллиметрового диапазона длин волн

1.3. Устройства защиты радиоэлектронных систем

Актуальность исследования

Современное развитие систем связи, радиотехнических средств управления воздушным движением, систем предупреждения столкновения во время захода летательного аппарата на посадку, обзор летного поля в неблагоприятных метеоусловиях, систем точного оружия и др. идет по пути освоения миллиметрового диапазона длин волн.

Системы миллиметрового диапазона имеют высокую помехоустойчивость, обеспечивают скрытность передачи информации при небольших размерах приемопередающей аппаратуры, имеют высокий уровень вероятности правильного обнаружения наземных объектов. Миллиметровые PJIC обладают большой полосой пропускания приемопередающих трактов, что позволяет за счет использования широкополосных и частотно-модулированных сигналов с различными видами кодирования увеличить скорость съема радиолокационных характеристик цели и существенно повысить разрешающую способность по дальности.

Актуальным направлением в развитии систем миллиметрового диапазона является их применение для безопасности дорожного движения, систем морской и речной навигации, службы метеообеспечения.

В настоящее время проводятся широкие исследования возможности применения миллиметрового диапазона длин волн в интересах медицины.

Развитие систем миллиметрового диапазона длин волн стало возможным с появлением твердотельных приборов СВЧ, которые позволили решить проблемы генерации, усиления, преобразования электромагнитных колебаний гигагерцового диапазона длин волн.

Большой вклад в развитие методов анализа систем миллиметрового диапазона, создание новых конструкций, разработку технологии производства приборов СВЧ внесли: Барыбин A.A., Вайсблат A.B., Вендик

И.Б., Вендик О.Г., Голант М.Б., Григорьев А.Д., Девятков Н.Д., Лебедев И.В., Мироненко И.Г., Ребров С.И., Сестрорецкий Б.В., Уман С.Д., Хижа Г.С. и др.

По мере освоения миллиметрового диапазона, расширения областей его применения к активным элементам таких систем предъявляются все более жесткие требования с точки зрения стабильности параметров, долговечности, увеличения мощности, расширения частотного диапазона. Поэтому проблема разработки прогрессивных конструкций и технологий производства приборов СВЧ, таких как диоды Ганна (ДГ) и p-i-n диоды, а также устройств с их использованием является актуальной.

Актуальность данной проблемы подтверждается и на государственном уровне. В частности, разработана и принята Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база», в которой в разделе 2 обращается большое внимание на разработку полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона - диодов Ганна и p-i-n диодов. Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование и разработка научно обоснованных конструкторских и технологических решений, направленных на создание полупроводниковых приборов и устройств на их основе миллиметрового диапазона длин волн. Основное внимание в диссертации было обращено на разработку диодов Ганна и высокостабильных малошумящих генераторов на их основе, а также монолитных p-i-n диодных матриц для устройств защиты и дискретных p-i-n диодов для широкополосных систем.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

1. Разработка алгоритма и программы расчета максимальной частоты генерации и отрицательного сопротивления домена диода Ганна на основе совместного решения уравнений, определяющих амплитудные и фазовые условия самовозбуждения диодов Ганна.

2. Разработка конструкций и технологии изготовления диодов Ганна миллиметрового диапазона длин волн с повышенной выходной мощностью и КПД. Выявление факторов, определяющих стабильность частоты генераторов на диодах Ганна (ГДГ), и разработка конструктивных решений, обеспечивающих создание высокостабильных малошумящих ГДГ миллиметрового диапазона длин волн с минимальными массо-габаритными параметрами.

3. Исследование способов механической перестройки частоты ГДГ, не ухудшающих их частотную стабильность, уровень выходной мощности и КПД. Организация производства разработанных малошумящих, высокостабильных, малогабаритных генераторов на диодах Ганна миллиметрового диапазона.

4. Разработка инженерной методики расчета р-г-п диодных матриц в интегральном исполнении на основе кремниевых мембран, а также технологии их производства. Исследование характеристик управляемых (активных) и неуправляемых (пассивных) многодиодных матриц в режиме приема и защиты.

5. Организация производства управляемых защитных устройств (ЗУ) на импульсную мощность до 1кВт с быстродействием 100 не на основе р-г-п диодных матриц в интегральном исполнении и пассивных ЗУ на импульсную мощность до 500 Вт с быстродействием 300 не.

6. Разработка бескорпусных р-1-п диодов с малой емкостью на интегральном теплоотводе и создание на их основе широкополосных защитных устройств.

Методы исследования и использованная аппаратура

При решении поставленных задач применялись следующие основные методы исследований:

• анализ и обобщение литературных данных по проблемам расчета, конструирования и технологии производства полупроводниковых приборов миллиметрового диапазона, а также устройств на их основе;

• методы математического анализа и компьютерного моделирования;

• экспериментальные исследования с использованием осциллографической техники, микроволновых устройств, методов электронной микроскопии и др.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Разработанный диод Ганна с несколькими меза-структурами, созданный по специальной технологии с учетом конструктивных особенностей генераторов, обеспечивает эффективную генерацию СВЧ колебаний с выходной мощностью не менее 150 мВт и КПД 6 % в непрерывном режиме работы в миллиметровом диапазоне.

2. Использование цилиндрического резонатора с колебаниями вида £02о и специальной технологии его изготовления, а также оригинального способа монтажа диода Ганна позволяют реализовать в 8-миллиметровом диапазоне длин волн миниатюрные однорезонаторные конструкции ГДГ с долговременной стабильностью частоты не хуже 2-10"4 и уровнем частотных шумов на расстоянии 10 кГц от несущей не более - 105 дБ/Гц.

3. Интегральные p-i-n диодные матрицы в составе защитных устройств миллиметрового диапазона обеспечивают, по сравнению с защитными устройствами на основе дискретных p-i-n диодов, увеличение в 10 раз (до 1 кВт в импульсе) рабочей мощности при высоком быстродействии (100-300 не).

4. Защитное устройство на основе волноводно-щелевой линии с использованием разработанных бескорпусных p-i-n диодов на интегральном теплоотводе позволяет расширить полосу частот до 42 % в 8-ми миллиметровом диапазоне.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Осуществлен анализ эквивалентной схемы генератора на диоде Ганна с учетом сопротивления и емкости областей слабого поля, а таюке домена сильного поля.

2. Показано, что для обеспечения стабильной генерации ДГ в миллиметровом диапазоне длин волн значения индуктивности и емкости диода должны лежать в определенных пределах, выход за которые как в сторону увеличения, так и уменьшения приводит к появлению возможности перескоков частоты генерации.

3. Установлено, что использование в колебательной системе ГДГ резонаторов на отрезке волновода с большим отношением резонансной длины волны к критической повышает добротность резонатора и увеличивает стабильность частоты генерации.

4. Показано, что использование цилиндрического резонатора, работающего на высшем виде колебаний Еого? позволяет отказаться от внешнего стабилизирующего резонатора, сохранив высокую стабильность частоты и существенно снизив габариты и массу резонатора.

5. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание методики расчета интегральных р-г-п диодных матриц и бескорпусных р-1-п диодов с малой емкостью структуры (0,02.0,03) пФ.

6. Разработаны конструкция и технология изготовления монолитных многодиодных матриц на базе высокоомных кремниевых монокристаллических подложек.

Практическая значимость диссертационной работы

1. Разработана и внедрена в производство технология изготовления диодов Ганна для высокостабильных генераторов миллиметрового диапазона.

2. Созданы конструкции высоко стабильных малошумящих генераторов Ганна с параметрической стабилизацией частоты.

3. Разработанные ГДГ типа "Окно" и М31101-С используются в PJIC специального назначения в промышленной аппаратуре для точного измерения скорости транспортных средств, а также в приемопередающих модулях для систем связи и беспроводных соединений в компьютерных сетях.

4. Предложена и внедрена в производство технология изготовления p-i-n диодных матриц в микроэлектронном исполнении и защитных устройств на их основе.

5. С использованием разработанных p-i-n диодных матриц созданы и освоены в производстве приемно-усилительные модули типа М45163 и М55145.

6. Созданы бескорпусные p-i-n диоды на интегральном теплоотводе, на основе которых разработаны широкополосные защитные устройства М54403 и М54205.

Практическая новизна предложенных конструкторско-технологических решений отмечена на государственном уровне выдачей патента на полезную модель.

Апробация работы Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на:

• 18-ой Международной Крымской конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 2008;

• 64-ой НТК, посвященной дню радио и 150-летию А.С. Попова, Санкт-Петербург, 2009.

• Международном симпозиуме «Progress in Electromagnetics Research», Москва, МИРЭА, 2009.

• Юбилейной НТК «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы». Саратов, 2009;

• НТК СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, 2009.

Реализация и внедрение результатов исследования

Внедрение результатов исследований диссертационной работы в части твердотельных СВЧ-генераторов осуществлялось по нескольким направлениям: на основе разработанных приборов были созданы специализированные устройства (гетеродины, задающие генераторы) для передающих узлов радиолокационного назначения «Тополь-М», «Зоопарк»; осуществлена разработка доплеровских датчиков скорости для сортировочных горок Российских железных дорог, а также приемно-передающих модулей типа «Ожог» и «Ром» для аппаратуры связи.

Разработанный приемно-усилительный модуль М45163 входит в состав зенитного ракетно-пушечного комплекса «Панцирь С-1». Он обеспечивает защиту высокочувствительного приемника от синхронных и несинхронных помех. Модуль М55145 используется для комплектации аэродромного метеорадара «Механизм».

Экономический эффект от внедрения выполненной работы составил 25,5 млн. руб.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них 7 статей в научно-технических журналах, в том числе две публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, тезисы 4-х докладов на Международных и Российских научно-технических конференциях и семинарах и получен патент на полезную модель. Личное участие автора в указанных работах и докладах выразилось в определении цели, разработке методов исследования, проведении экспериментов, анализе и обобщении результатов, формулировании выводов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и приложения. Она содержит 170 страниц машинописного текста, включает 65 рисунков и 20 таблиц. Список литературы насчитывает 92 наименования.

Результаты работы более детально могут быть сформулированы следующим образом:

1. Методом эквивалентных схем проведен анализ работы диодов Ганна и генераторов на их основе. Получены выражения для резонансной частоты диода, частоты генерации и рассмотрены факторы, определяющие максимальную частоту ГДГ.

2. Анализ колебательной системы генератора на диодах Ганна на основе энергетического подхода позволил выявить пути повышения стабильности частоты генераторов. Показано, что стабильность повышается при увеличении эквивалентной добротности колебательной системы, что достигается, в частности, за счет уменьшения числа колебательных контуров КС генератора.

3. На основе проведенного анализа предложено создавать стабилизированные ГДГ миллиметрового диапазона длин волн по одноконтурной схеме с использованием резонаторов на прямоугольных волноводах с резонансной частотой, близкой к критической или цилиндрических резонаторов на виде колебаний Е0го

4. Разработана конструкция и технология изготовления диодов Ганна миллиметрового диапазона и генераторов на этих диодах. Освоено промышленное производство генераторов типа «Окно (МЗ1114-1)» и М31101С.

5. Анализ технических характеристик генераторов «Окно» и М31101С и проведенные опытно-конструкторские работы показали перспективность их использования в различной радиоаппаратуре. Они используются в аппаратуре для точного измерения скорости транспортных средств, в PJIC автодинного типа, в III IM для радиоканалов связи и беспроводных соединений в компьютерных сетях. Разработанные высокостабильные малошумящие генераторы используются в качестве гетеродинов и задающих генераторов приемопередающих узлов зенитно-ракетных комплексов «Тополь-М» и «Зоопарк».

6. Разработаны конструкция и технология изготовления многодиодных матриц в интегральном исполнении. Технология позволяет в кремниевой пластине получать расположенные на определенном расстоянии канавки сложной конфигурации с вертикальными стенками, на поверхности которых создаются р+ и п+ области.

7. Изготовлены многодиодные матрицы с числом p-i-n диодов до 196 штук и всесторонне исследованы их характеристики. Проведенный комплекс динамических испытаний позволил установить, что в полосе частот 37±2 ГГц потери пропускания не превышают 0,5 дБ при КСВН не более 1,5.

8. На базе разработанных много диодных матриц созданы два типа защитных устройств: с управляемой входной матрицей и неуправляемой. Управляемое защитное устройство, состоящее из 196-диодной входной матрицы и выходной на 4-х дискретных диодах, обеспечивает при максимальной входной импульсной мощности 1 кВт затухание на уровне 40 дБ при быстродействии менее 100 не.

9. Рассмотрены пути создания широкополосных защитных устройств. Разработанное широкополосное защитное устройство на базе волноводно-щелевой линии и созданного бескорпусного p-i-n диода с малой емкостью на интегральном теплоотводе позволило расширить полосу частот в диапазоне 26. .40 ГГц.

10. Разработанные управляемое и неуправляемое защитные устройства используются в освоенных в производстве ЗАО «Светлана-Электронприбор» двух модулях М45163 и М55145, которые входят в состав PJIC зенитного ракетно-пушечного комплекса «Панцирь-С» и аэродромного метеорадара «Механизм».

162

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертационной работы явилось решение актуальной научной задачи — исследование, разработка и внедрение новых конструкций и технологий в производство полупроводниковых диодов Ганна и р-г-п диодов миллиметрового диапазона. В ней изложены научно-обоснованные технические и технологические решения, послужившие основой для создания малошумящих, широкополосных, малогабаритных с высокой стабильностью частоты генераторов Ганна, а также активных и пассивных защитных устройств с многодиодными матрицами в микроэлектронном исполнении и широкополосных защитных устройств на мощных дискретных р-1-п диодах.

1. Быстров Р.П., Потапов A.A., Соколов A.B. Миллиметровая радиолокация с фрактальной обработкой Текст. / Под ред. Р.П. Быстрова и A.B. Соколова — М.: «Радиотехника», 2005. 368 е.: ил. (Серия «Радиотехника»).

2. Толкачев A.A., Топчиев С.А. Радиолокация в миллиметровом диапазоне волн Текст. Динамика радиоэлектроники-2, Техносфера, 2008, с. 133144.

3. Исмару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах Текст. / Пер. с англ. М.: Мир, 1981, Т. 1; Т2.

4. Андреев Г.А., Потапов A.A. Миллиметровые волны в радиолокации Текст. Зарубежная радиоэлектроника, 1984, №11, С. 28-62.

5. Айвазян Г.М. Распространение миллиметровых и субмиллиметровых волн в облака Текст. JL: Гидрометеоиздат, 1991.

6. Борзов А.Б., Быстров Р.П., Дмитриев В.Г. и др. Радиолокационные системы: научно-технические достижения и проблемы развития техники миллиметрового диапазона радиоволн Текст. Зарубежная радиоэлектроника, 2001, №5, С. 3-49.

7. Быстров Р.П., Потапов A.A., Соколов A.B. и др. Проблемы распространения и применения миллиметровых волн в радиолокации Текст. Зарубежная радиоэлектроника, 1997, №1, С. 4-20.

8. Liebe H.J. ENF properties of air Текст. NTZ, 1977, vol. 30, pp. 76-84.

9. Быстров Р.П. Радиолокационные системы обнаружения наземных объектов в короткой части миллиметрового диапазона радиоволн Текст. В 2-х томах. Т.1 М.: Изд-во «Технология», 2002.

10. Борзов А.Б., Быстров Р.П., Дмитриев В.Г. и др. Радиолокационные системы: научно-технические достижения и проблемы развития техники миллиметрового диапазона радиоволн Текст. — Зарубежная радиоэлектроника, 2001, №5, С. 3-49.

11. Johns J.C. Enhanced capability of GPS and its augmentation systems meets of the 2 1ST century Текст. ICAO jonmal [ICAO bull], 1997, vol.52, no.9, pp.710.

12. Zarrada, Nestor Mai, Wolfgang and Jungstand Arne. Das russische satelitengestite Navigationsystems GLONASS, ein Uberblik, Текст. Z. Veremessug S.W., 1997, vol.122, no.9, pp.425-432.

13. Aribus gives nod to EGPWS, Aviat. Текст. Week and Space Technol. 1998, vol.148, no. 17, p.50.

14. Russel, Mark Е., Crain, Arthur, Curran, Antony, et. cl. Millimeter-wave radar seneor for automotive intelligent cruise control (ICC), Текст. IEE Trans. Microwave Theory and Techn., 1997, vol.45, no. 12, pp.2444-2453.

15. Лившиц И.И., Рожков B.M., Рябов Б.А. Использование ИСЗ связи в диапазоне ММВ Текст. Зарубежная электроника, 1999, №3, С. 60-71.

16. Куликов А.Н., Лаврентьев Ю.В., Сильвинский С.В. и др. Распространение ультракоротких волн в городе Текст. / Под ред. Пономорева Г.А. и Соколова А.В. -Радиотехника, 1991, Т. 42, С. 166-180.

17. Бирюков В.А., Гуляев Ю.В., Соколов А.В. Применение миллиметровых волн на сотовых линиях связи небольшой протяженности в городе. — Радиотехника, 1995, №11, С. 3-5.

18. Евтихиев Н.Н. Засовин Э.А., Мировицкий Д.И., Прозоровский Ю.С. Бортовое радиоэлектронное и оптоэлектронное оборудование современных и перспективных летательных аппаратов Текст. — М.: МИРЭА, 1994.

19. Имореев И .Я. Сверхширокополосная радиолокация: основные особенности и отличия от традиционной радиолокации Текст. -Электромагнитные волны и электронные системы, 1997, Т.2, №1, С.81-88.

20. Nordwall and Bruce D., Ultra-Widebard Radardetects Buried Mines, Aviat Текст. Week and Space Technol. 1997, vol.146, no. 13, pp.63-64.

21. Технические средства разведывательных служб капиталистических государств Текст. ВИНИТИ, 1998, №9, С. 25-32.

22. Free electron lasers and other advanced sourses of light Текст. Washindton: National Academy Press, 1994.

23. Gyrotron Oscillators. Their Principles and Practice Текст. Ed.by C.J. Edgecombo // London: Taylor & Francis Ltd. — 1993.

24. Вамберский M. В., Казанцкв В. И., Шелухин С. А. Передающие устройства СВЧ Текст. М: Высшая Школа 1984.

25. The RF and microwave handbook Текст. /Editor-in-chief M. Golio. N.-Y. CRC Press LLC, 2001.

26. Hajime Okumura, Present Status and Futur.e Prospect of Widegap Semiconductor High-Power Devices Текст. Jpn.J. Appl. Phys. Vol. 45 (2006) 7565-7586.

27. Царапкин Д. П. /Генераторы на диодах Ганна Текст. М.: Радио и связь, 1982.

28. Хотунцев Ю. Л., Тамарчак Д. Я. Синхронизированные генераторы и авто дины на полупроводниковых приборах Текст. М.: Радио и связь, 1982.

29. Антенные переключатели Текст. /Пер. с англ.: Под ред. Р.И. Переца. -М.: Сов. радио, 1950. 486 с.

30. Дзехцер, Орлов О.С. PIN диоды в широкополосных устройствах СВЧ Текст. М.: «Советское радио», 1970, 200 с.

31. Ропий А.И. и др. Сверхвысокочастотные защитные устройства Текст. / А.И. Ропий, А.М. Старик, К.К. Шутов. М.: Радио и связь, 1993. - 128 с.:ил.

32. Вайсблат A.B. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах Текст. -М.: Радио и связь, 1987. 120 с.:ил.

33. Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ фазовращатели и переключатели: Особенности создания на p-i-n-диодах в интегральном исполнении Текст. -М.: Радио и связь, 1984.- 184 с.:ил.

34. Либерман Л.С. О системе параметров переключательных p-i-n-диодов. Полупроводниковые приборы и их применение Текст. Под ред. A.A. Федотова. -М.: Сов. радио, 1969, вып. 23, С. 171-182.

35. White Y.F. Semiconductor Control Текст. Artech, 1976.

36. Лебедев И.В., Шнитников A.C., Купцов Е.И. Твердотельные СВЧ-ограничители проблемы и решения Текст. Изв. Вузов. Сер. Радиоэлектроника. - 1985. - Т.28, №10. - С. 32-41.

37. Лебедев И.В., Алыбин В.Г., Купцов Е.И. Интеграция твердотельных и управляющих и защитных устройств СВЧ Текст. Изв. Вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1982. - Т.25, №10. - С. 32-41.

38. Armstrong A., Goodrich G., Wheeler D. Monolithic control components for high power min-waves Текст. Microwave J. 1985. N9, P. 197-201.

39. Кошевая C.B., Кищенко Я.И., Самойловский М.И. Быстродействующие широкополосные модуляторы на p-i-n-структурах Текст. Изв. Вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1989. - Т.32, №10. - С. 14-23.

40. Лебедев И.В., Алыбин В.Г. Резонансная решетка и ее применение для создания твердотельных СВЧ устройств Текст. Изв. Вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1978.-Т.21, №10. -С. 24-31.

41. Алыбин В.Г. Предельные параметры твердотельных выключателей на волноводной резонансной решетке Текст. Изв. Вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1982. - Т.25, №10. - С. 77-82.

42. Bakeman Р.Е., Armstrong A.L. Fast high power octave band width X-band waveguide switch Текст. IEEE MTT-S Internat. Microwave symp., Cherry Hill. Dig. of Tech Papers. 1976. - P. 154-156.

43. Adelsek В., Callsen H., Hoffman H. Neue Millimeterwellenkomponenten in guasiplananer Leitungstechnik Текст. Freguenz. 1981. — Bd. 35, N2. P. 118123.

44. Gunn G. B. Microwave oscillations of current in III-V semiconductors Текст. Solid state Commun., V. 1, pp. 88-91, 1963.A

45. Gunn G. B. Instabilities of current in III-V semiconductors Текст. IBM J. Res. Dev., V. 8, pp. 141-159, 1964.

46. Ridley В. K., Watkins Т. B. The possibility of negative resistance in semiconductors Текст. Proc. Phys. Soc., London, V. 78, pp. 293-304, 1961.

47. Hilsum C. Transferred electron amplifiers and oscillators Текст. Proc. IRE, V. 50, pp. 185-189, 1962.

48. Попов B.B. Стабилизация частоты генераторов на диодах Ганна миллиметрового диапазона длин волн Текст. Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2009, вып. 1, с.67-71.

49. Попов В.В., Уман С.Д. Высокостабильный малошумящий малогабаритный генератор Ганна 8-мм диапазона с параметрической стабилизацией частоты Текст. Электронная промышленность. 2002., вып. 4, с. 50-61.

50. Попов В.В. Перспективы разработки и организация производства СВЧ транзисторов на основе А3В5 в ОАО «Светлана» Текст. Электронная промышленность. 2002, № 4, с. 29-32.

51. Попов В.В. Генераторы на диодах Ганна миллиметрового диапазона длин волн с повышенной стабильностью частоты Текст. НТК «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы», Саратов, 2009, с. 134-137.

52. Jettava С. P., Robert L., Yunshor L. An analytical equivalent circuit representation for waveguide-mounted Gunn oscillators Текст. IEEE Trans. Microwave Theory Techn., V. 20, No 9, 1972.

53. Deau M., Howes M., Daud J. Transferred-electron oscillators Текст. IEEE Trans. Microwave Theory Techn., V. 21, No 3, 1973.

54. Теория линий передачи сверхвысоких частот Текст. / Пер. с англ. под ред. А. И. Шпунтова. М.: Сов. радио, 1951.59.3айончковский А. В. Исследование способов электрического управления частотой генераторов Ганна Текст. Диссертация. Л. ЛЭТИ, 1974.

55. Муравьев В. В., Савельев В. Я. Некоторые вопросы теории и расчета генераторов на диодах Ганна Текст. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, Вып. 12, с. 97-113, 1972.

56. Кэмп А. Экспериментальные наблюдения формы релаксационных колебаний диодов Ганна на частотах, меньших и в несколько раз больших, чем пролетная частот Текст. ТНИЭР, № 8, с. 132-134, 1971.

57. Кэррол Дж. СВЧ-генераторы на горячих электронах Текст. М.: Мир, 1972.

58. Howes J. Circuit consideration in the design of wide-band tunable transferred-electron oscillators Текст. IEEE Trans. Electron Dev. V. 17, No 12, 1970.

59. Рыбаков Ф. М., Устенко В. Т. Некоторые свойства генераторов Ганна в доменном режиме работы Текст. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, Вып. 11, с. 105-11, 1973.

60. Выровой С. И., Гуменный С. Н., Цвирко Ю.А. Применение одноконтурных схем стабилизации генераторов на активных двухполюсниках Текст. Электронная техника, сер. Электроника СВЧ. Вып. 3, с.47-58, 1976.

61. Царапкин Д. П. Генераторы на диодах Ганна Текст. М. Радио и связь, 1982.

62. Kerzas В., Weisglass P. Performance limits of practical low-noise? high stability Gann oscillators Текст. Ргос/ 6-th Eur. Microwave conf., Rome, 1976, pp. 321-326.

63. Генератор на диоде Ганна Текст.: авт. свидетельство 1258268 СССР / Гаврилов B.C., Добров В.А., Уман С.Д., заявитель ЛОЭП «Светлана», заявл. 14.02.1986.

64. Рыбаков Ф. М., Устенко В. Т. Генератор на диоде Ганна с повышенной стабильностью частоты Текст. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, Вып. 9, с. 42-46, 1974.

65. Фомин Н. А. Синхронизация диодных генераторов СВЧ Текст. М.: Связь, 1974.

66. Попов В.В. Активные элементы для систем защиты миллиметрового диапазона длин волн Текст. Известия вузов России. Сер. Радиоэлектроника. 2008, вып. 6, с. 66-69.

67. Попов В.В., Уткин Б.Л., Чалый В.П., Савшинский В.А., Волков В.В., Шифман Р.Г. СВЧ полупроводниковые приборы и устройства Текст. Электронная техника. 2003, с. 12-16.

68. Попов В.В., Силантьев Н.М., Сивограков Е.Л. Технологическое оборудование Текст. Электронная техника. 2003, с. 29-30.

69. Попов В.В., Кузнецов В.И., Лупуляк В.В. Оптимизация параметров дискретного микрополоскового полупроводникового фазовращателя Текст. Петербургский журнал электроники. 2004, №1, с. 26-34.

70. Popov V.Y. Computer Simulation of p-i-n Diodes of Integrated Millimeter Wavelength Limiters (Компьютерное моделирование p-i-n диодных ограничителей миллиметрового диапазона волн) Текст. PITRS Ргос., 2009. pp.54.

71. Попов В.В. Широкополосные защитные устройства миллиметрового диапазона Текст. Труды 64-ой НТК, посвященной дню радио и 150-летию A.C. Попова, Санкт-Петербург, 2009, с. 174-175.

72. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной технике Текст. М.: Сов. радио, 1967.

73. Фельдман А. Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников СВЧ Текст. -М.: Связь, 1971.

74. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника Текст. Учебник, 2-е изд., доп. СПб.: Издательство «Лань», 2007.

75. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. Текст. Учебник для вузов М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с, ил.

76. Лыков A.B. Теория теплопроводности Текст. — Издательство «Высшая школа», Москва, 1967.

77. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств Текст. Справочник. М.: Радио и связь, 1991.

78. Волноводный полупроводниковый пассивный ограничитель мощности для защиты малошумящих усилителей Текст. пат. Рос. Федерация: МПК

79. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств Текст. Под ред. В.И. Вольмана. М.: Радио и связь, 1982.

80. Лерер A.M., Силин P.A. Расчет характеристик линий передачи СВЧ Текст. Электронная техника. Сер. Техника СВЧ. Вып. 1, 3, 9-10. 1992.

81. Полупроводниковые приборы. Сверхвысокочастотные диоды (справочник) Текст. Под ред. Наливайко Б.А., Томск, 1992.

82. Попов В.В., Кириллов A.B., Смирнов В.В. Волноводный полупроводниковый пассивный ограничитель мощности для защиты малошумящих усилителей Текст. Патент РФ на полезную модель № 86354 от 13.04.2009.