автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Применение высокоэнергетичных электронов в технологии силовых кремниевых приборов для улучшения их динамических и статических параметров

На права? рук

Коновалов Михаил Павлович

ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В ТЕХНОЛОГИИ СИЛОВЫХ КРЕМНИЕВЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ИХ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2005

Работа выполнена на Кафедре полупроводниковой электроники и физики полупроводников Московского государственного института стали и сплавов.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ладыгин Евгений Александрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Аладинский Владимир Константинович кандидат технических наук, доцент Чарыков Николай Андреевич Ведущая организация ГУЛ "Пульсар"

Защита диссертации состоится /? 2005 г. в /Ч часов на заседании диссертационного совета Д212.132.06 при Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: 119049, Москва, Крымский вал, д.З, ауд. К-421.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института стали и сплавов.

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор физико-математических наук, профессор Гераськин В. В.

2оои I ишг

2647*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Прогресс большинства областей современной техники неразрывно связан с успехами силовой электроники. Основными активными элементами силовой электроники являются мощные полупроводниковые приборы, работающие в ключевом режиме и применяющиеся в различных видах преобразовательной техники: диоды, тиристоры, биполярные и МДП транзисторы, биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ или ГСВТ).

Требования разработчиков силовой преобразовательной техники к параметрам используемых в схемах дискретных полупроводниковых приборов систематически возрастают, особенно - в части повышения импульсно-частотных характеристик, снижения рассеиваемой мощности (статической и динамической), повышения электропрочности и надежности. Решение этих проблем обеспечивается постоянным совершенствованием качества исходных подложек, конструкций и технологий, разработкой новых типов приборов, использованием процессов легирования подложек "глубокими" примесями (золото, платина) для повышения импульсно-частотных параметров.

Радиационный технологический процесс (РТП), состоящий из последовательных операций облучения высокоэнергетичными электронами и термического отжига, в последние годы находит все более широкое и в основном безальтернативное практическое применение в технологии различных изделий полупроводниковой электроники с целью обеспечения импульсно-частотных характеристик и регулирования статических параметров. Однако, этот процесс, основанный на введении в активные области приборов высокостабильных "глубоких" радиационных центров (РЦ), применительно для силовых приборов находится в стадии исследования и развития. В связи с этим, актуальной представляется задача исследования изменения электрических параметров силовых

НОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА (

полупроводниковых приборов (СПП) в широком диапазоне режимов операций облучения и последующего термического отжига.

Цель диссертационной работы

Разработать режимы и условия проведения операций радиационного технологического процесса для их использования в производстве с целью получения силовых полупроводниковых приборов с улучшенным комплексом им-пульсно-частотных и статических параметров и повышенной радиационной стойкостью.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

1) установить закономерности изменения основных электрических параметров и характеристик исследуемых силовых диодных, транзисторных структур и структур биполярных транзисторов с изолированным затвором в зависимости от режимов и условий операций облучения и отжига радиационного технологического процесса;

2) исследовать кинетику накопления и отжига глубоких радиационных центров, вводимых в активные области силовых приборных структур в процессе проведения операций облучения высокоэнергетичными электронами и отжига РТП;

3) осуществить выбор режимов проведения операций радиационного технологического процесса для получения силовых приборных структур с оптимальным сочетанием импульсно-частотных и статических параметров в соответствии с требованиями заказчика.

Работа проводилась в лабораториях кафедры Полупроводниковой электроники и физики полупроводников МИСиС в соответствии с планом хоздоговорных работ МИСиС с ЗАО "ФЗМТ", ЗАО "ЭПЛ", ГУП "ВЭИ им. В.И. Ленина" и работ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ.

Новизна и научная ценность

Установлены закономерности влияния операций облучения быстрыми электронами и термического отжига в широких диапазонах интегральных потоков электронов и температур на импульсно-частотные и статические параметры основных типов кремниевых силовых приборов: диодов, биполярных транзисторов, биполярных транзисторов с изолированным затвором.

Изучение кинетики термического отжига РЦ в базовых областях кремниевых р-п диодных структур позволило установить, что значительное уменьшение концентрации РЦ в кремнии происходит при температурах превышающих 400 °С. Показано, что при этих температурах образуются сложные вторичные РЦ с участием дивакансий и остаточного кислорода, которые обладают более высокой термостабильностью и обеспечивают высокий темп рекомбинации за счет их глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

Установлено, что при применении РТП в технологии силовых приборов рост статических параметров и, соответственно, статических потерь мощности не являются критическими, так как при работе приборов на высоких частотах коммутации определяющими в общих потерях рассеиваемой мощности являются динамические потери мощности. Применение РТП приводит к снижению динамических потерь мощности в десятки раз в то время как статические потери растут в 2-3 раза. В результате проведения операций РТП снижается величина суммарных потерь мощности и обеспечивается более "комфортабельный" тепловой режим приборов в условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы

Полученные в работе результаты используются на опытных заводах ГУП "ВЭИ им. В.И. Ленина", ЗАО "ЭПЛ", ЗАО "ФЗМТ" при производстве кремниевых силовых диодов ("ДЧ143"), мощных биполярных транзисторов ("КТД8252"), транзисторов с изолированным затвором ("2Е701", "Экскаватор").

Использование разработанных режимов операций РТП позволяет достичь наилучшего сочетания динамических и статических параметров силовых приборов по сравнению с приборами, изготовленными по стандартной (маршрутной) технологии:

- улучшить время восстановления обратного сопротивления диодных структур "ДЧ143" в 6-7 раз, уменьшить в 1,9 раза значение рассеиваемой мощности, повысить радиационную стойкость к гамма-импульсу в 2,4 раза;

- улучшить импульсно-частотные параметры транзисторов "КТД8252" в 8-10 раз, ослабить зависимость коэффициента передачи от уровня инжекции в рабочем диапазоне токов коллектора в 4-5 раз, повысить стойкость к импульсной радиации более чем в 40 раз, улучшить электропрочность на 30-40 %;

- улучшить время выключения ГОВТ транзисторов "Экскаватор" в 2,7 раза, обеспечить работоспособность ЮВТ транзисторов "2Е701" за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта и уменьшить суммарные потери рассеиваемой мощности в 6-8 раз.

Улучшение параметров приборов при использовании РТП значительно расширяет эксплуатационные возможности (теплофизические, импульсно-частотные, радиационные) приборов в аппаратуре.

На защиту выносятся

Экспериментальные результаты по влиянию радиационного технологического процесса с использованием высокоэнергетичных электронов на статические и динамические параметры кремниевых силовых диодных структур и кинетику накопления и отжига "глубоких" радиационных центров, и разработанные на их основе режимы проведения операций облучения и отжига РТП для получения приборов с качественно новым, удовлетворяющим современным требованиям разработчиков преобразовательных устройств, сочетанием электрических параметров и повышенной стойкостью к импульсной радиации.

Разработанные режимы проведения операций РТП (облучения быстрыми электронами и последующего термического отжига) для получения силовых биполярных транзисторов Дарлингтона с качественно новым сочетанием импульсных, частотных и усилительных параметров и повышенной стойкостью к импульсной и статической радиации.

Результаты использования операций РТП для восстановления параметрического брака биполярных транзисторов с изолированным затвором за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта, для получения быстродействующих кремниевых приборов с низкими значениями динамической составляющей мощности рассеяния.

Апробация работы

Основные результаты работы доложены на П1 и IV Всероссийских научно-технических конференциях "Устройства и системы энергетической электроники" (УСЭЭ-2001, УСЭЭ-2002), V Межотраслевой научно-технической конференции "Разработка, технология и производство полупроводниковых микросхем" (г. Зеленоград, март 2002 г.), ежегодных Всероссийских научно-технических конференциях по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость" (г. Лыткарино, июнь 2002-2005 гг.). По результатам работы опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 154 страницы, содержит 63 рисунка, 25 таблиц и список литературы из 56 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулированы цели диссертации, отражены научная новизна и практическая значимость полученных экспериментальных результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматривается современное состояние силовой полупроводниковой электроники. Анализируются проблемы оптимизации динамических и статических параметров силовых полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров, биполярных и МДГТ транзисторов, биполярных транзисторов с изолированным затвором). Особое внимание уделяется обсуждению основной проблемы силовых полупроводниковых приборов - необходимости снижения времени выключения и, соответственно, динамических потерь мощности и повышения рабочих частот.

Мощные биполярные транзисторы при высоких плотностях токов имеют относительно низкое значение коэффициента усиления по току h2]E. Для исключения этого недостатка мощный составной транзистор образуется из двух транзисторов, соединенных по схеме Дарлингтона, что дает значительное увеличение h21E, но при этом наблюдается ухудшение импульсного параметра -времени рассасывания.

IGBT транзистор является результатом функциональной интеграции биполярного и МДП транзисторов. Каждый кристалл IGBT представляет собой параллельное соединение большого количества (до нескольких миллионов на 1 см2) отдельных транзисторных IGBT структур (ячеек). Устойчивая совместная работа такого количества элементарных ячеек достигается за счет положительного температурного коэффициента сопротивления в открытом состоянии и, вытекающего из этого факта эффекта самовыравнивания по току. Структура IGBT аналогична мощному полевому транзистору с изолированным затвором.

Отличие этих двух приборов заключается в том, что в IGBT используется эффект модуляции проводимости для снижения потерь мощности во включенном состоянии. Вертикальный разрез ячейки IGBT представлен на рис. 1.

Затвор

Эмиттер

J1

Канал дрейфовый п-слой

п+ буферный слой

р+ подложка

Коллектор

Рис. 1. Вертикальный разрез ячейки IGBT

Рассматривается принцип работы IGBT транзистора. Пока напряжение, подаваемое на затвор меньше порогового напряжения, прибор находится в закрытом состоянии. Для отпирания прибора необходимо подать на затвор МОП транзистора напряжение, большее порогового напряжения. Вследствие прямого смещения р+-п+ перехода (Ji) возникает инжекция дырок в базу вертикального р-п-р транзистора, где они диффундируют и дрейфуют в электрическом поле к обратно смещенному коллекторному переходу р-п-р транзистора (J2).

Важнейшей характеристикой IGBT является рабочая частота и время выключения, практически определяющие динамические потери рассеиваемой мощности и теплофизические характеристики транзистора. IGBT транзисторы имеют врожденный дефект - наличие "хвоста" тока коллектора. Этот эффект обусловлен наличием остаточного тока коллектора после выключения транзистора из-за конечного времени жизни неосновных носителей заряда в области базы вертикального р-п-р транзистора. Большая часть низкочастотных IGBT оказывается неработоспособной за счет паразитного "триггерного" эффекта, заключающегося во включении тиристора, образованного транзисторами п-р-п и р-п-р типа. В этом случае IGBT перестает быть управляемым напряжением на затворе.

Все без исключения полупроводниковые приборы силовой электроники нуждаются в значительном улучшении электрических параметров и, прежде всего, это касается повышения быстродействия и снижения динамических потерь рассеиваемой мощности. Традиционным методом решения этой проблемы является введение в активные области приборов глубоких рекомбинационных примесей (золота, платины и др.), однако этот метод постепенно исчерпал свои возможности и практически неприменим для улучшения быстродействия новых типов СПП - IGBT, MOSFET.

На сегодня наибольшие возможности по улучшению динамических и регулированию статических параметров различных типов приборов в конце цикла их изготовления предоставляет радиационный технологический процесс с использованием высокоэнергетичных частиц. Широкое применение на операции облучения РТП высокоэнергетичных электронов связано с особенностями первичных физических процессов, присущих данному виду радиационной технологической обработки, простотой реализации и хорошей воспроизводимостью процесса.

Эффективность использования РТП обусловлена возможностью контролируемого введения термостабильных радиационных центров в активные об-

ласти приборных структур, которые действуют в полупроводнике подобно донорам, акцепторам и глубоким рекомбинационным центрам химической природы. При достаточно высоких концентрациях РЦ взаимодействие свободных носителей заряда с ними может определять электрофизические характеристики активных областей структур, а, следовательно, сочетание динамических и статических параметров приборов. Делается вывод о необходимости исследования эффективности РТП на выбранной номенклатуре приборов - диодов, транзисторов, IGBT.

Во второй главе дано обоснование выбора объектов исследования. Были выбраны кремниевые диодные структуры (тестовые р-n структуры диода "ДЧ 143"), транзисторные структуры Дарлингтона ("КТД8252") и транзисторные структуры с изолированным затвором ("2Е701", "Экскаватор", "IRG4BC30W"). Приведены конструктивно-технологические особенности и основные электрофизические параметры исследуемых приборных структур

Описана методика и оборудование для проведения операций РТП. Операция радиационной обработки исследуемых диодов и транзисторов проводилась на линейном ускорителе электронов "Электроника" ЭЛУ-6. Приборы облучались интегральными потоками Ф = 3 • 1013...1 • 1016 см"2 при плотности потока фе = (0,7-0,8) • 10п см2 • с \ При облучении в качестве основного условия воспроизводимости потока облучения принято требование к разбросу плотности потока электронов не более 30 %. Термическая обработка облученных приборов проводилась в лабораторной трубчатой печи в течение 30-180 минут при температурах 200-500 °С. Температура отжига для приборов в пластмассовых корпусах не превышала 280 °С. Для исследования РЦ, образующихся в активных областях исследуемых приборов при облучении методом РСГУ была использована установка, включающая в себя измеритель емкости, измеритель-регулятор температуры, криостат, ЭВМ и блок сопряжения с ней. Программное обеспечение прибора позволяет считывать в ЭВМ следующие характеристики:

два выходных сигнала РСГУ, соответствующих двум выбранным временным окнам, температуру образца в криостате, емкость образца в заданном режиме. Указанные количественные характеристики, а также текущее время анализа сохраняются в виде файла данных. Измерения статических параметров и характеристик (включая вольт-фарадные) диодных и транзисторных структур проводились с помощью измерителей характеристик мощных полупроводниковых приборов Л2-56, Л2-69, Е7-12. Приводится методика для измерения импульсных характеристик исследуемых приборов.

Третья глава содержит результаты исследования эффективности метода РТП с использованием быстрых электронов для управления электрическими параметрами силовых диодных и транзисторных структур, повышения их быстродействия и радиационной стойкости.

С помощью метода РСГУ было выяснено, что при облучении в запрещенную зону базового слоя кремния п-типа вводится система четырех глубоких уровней, соответствующих различным по природе РЦ (рис. 2). Превалируют по концентрации РЦ акцепторного характера Ес - 0,17 эВ, Ес - 0,43 эВ. С достаточно высокой скоростью образуются дивакансии, однако их сечения захвата невелики.

С ростом интегрального потока электронов наблюдается значительное возрастание скорости образования Е-центров с участием основной легирующей примеси (фосфора) и снижение скорости образования центров (У У О) с участием остаточной примеси (кислорода).

Температура, С

<11, (12 - сигналы РСГУ при двух временных окнах эмиссии

Рис. 2 Спектр РСГУ в базовой области кремния п-типа диодных р-п структур после облучения быстрыми электронами (6 МэВ) потоком Ф = 6 • 1014 см"2

*

\ При отжиге значительное уменьшение концентрации РЦ и, соответствен-

м

^ но, восстановление электрофизических параметров кремния происходит при

температурах, превышающих 400 °С. При этих температурах образуются сложные РЦ с участием дивакансий, остаточного кислорода. Эти центры обладают высокой термостабильностью и обеспечивают высокий темп рекомбинации за счет глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

Приводятся экспериментальные результаты по влиянию режимов операций РТП на импульсно-частотные (1ГО и статические (ипр, Сб) параметры и

характеристики. Наряду с повышением быстродействия диодов при облучении во всем диапазоне интегральных потоков возрастает основной статический параметр - прямое падение напряжения. Значительный рост ипр при облучении объясняется малой концентрацией фосфора в базовой п-области и компенсирующим действием радиационных центров (уже при относительно небольших потоках быстрых электронов), приводящим к росту удельного электросопротивления базовой п-области. В зависимости от предполагаемой области применения можно получать диоды среднего быстродействия и приемлемыми значениями прямого падения напряжения, либо, когда рост ипр не является критическим, получать сверхбыстродействующие приборы с большими предельными частотами > 625 кГц).

Для получения наилучшего сочетания статических и импульсно-частотных параметров исследуемых диодных структур на основе полученных закономерностей изменения параметров после операций облучения и отжига произведен выбор оптимальных режимов операций РТП. Оптимальные режимы проведения операций РТП определялись исходя из рассчитанных значений суммарных потерь рассеиваемой мощности. Показано, что при условии снижения начальной рассеиваемой мощности и обеспечения более комфортабельного теплового режима в условиях эксплуатации можно использовать различные режимы радиационного технологического процесса в технологии изготовления силовых диодов ДЧ143: в частности, облучение потоками электронов Ф = 3 ■ 10°... 1,5 • 1014 см"2 с отжигом при 300 °С, а также облучение большими потоками (Ф > 1,5 ■ 1015 см"2) с последующим отжигом при температурах 400-500 °С. Таким образом, варьируя режимы операций РТП можно эффективно управлять сочетанием статических и динамических параметров силовых кремниевых диодов.

Приводятся экспериментальные результаты по влиянию режимов операций РТП на импульсно-частотные {) и усилительные (Ь21с) параметры и характеристики транзисторов Дарлингтона (КТД8252).

Резкое снижение времени рассасывания при облучении объясняется введением глубоких РЦ в коллекторную область транзистора, приводящим к уменьшению времени жизни неосновных носителей в этой области. При отжиге при температуре 400 °С происходит восстановление ^ в 6,5-9 раз. Для получения оптимального сочетания статических и динамических параметров необхо-

димо найти компромиссное решение между повышением быстродействия и снижением коэффициента передачи тока базы. Для современных преобразовательных устройств требуются силовые транзисторы Дарлингтона с суммарным коэффициентом передачи не менее 1200 и временем рассасывания не более 1 мкс. Оптимальным режимом РТП, обеспечивающим требуемое сочетание этих параметров является облучение потоком Ф = 1015 см"2 с последующим отжигом при температуре 400 °С. При таком режиме операций РТП достигается снижение tj в 10 раз, повышение частоты с 31, 8 МГц до 261,6 МГЦ при уменьшении h2]L до требуемых значений и снижении его зависимости от уровня инжекции в 4-5 раз. Наряду с улучшением импульсно-частотных параметров и регулировании коэффициента передачи увеличивается пробивное напряжение коллектор-эмиттер (на 30-40 %).

Для исследуемых диодов и транзисторов проведенная расчетная оценка уровня ионизационных токов подтвердила ожидаемый эффект роста устойчивости приборов, изготовленных с применением РТП, к импульсному гамма-излучению.

Четвертая глава содержит экспериментальные результаты по влиянию операций РТП на динамические и статические параметры эпитаксиальных IGBT транзисторов отечественного и зарубежного производства.

При облучении происходит подавление паразитного "триггерного" эффекта за счет уменьшения коэффициентов усиления биполярных транзисторов, образующих тиристор. При этом во всем диапазоне интегральных потоков значительно снижается время выключения и, соответственно, динамические потери рассеиваемой мощности.

Негативным эффектом при облучении является рост напряжения насыщения коллектор-эмиттер. Наибольший рост для транзисторов "2Е701" и "Экскаватор" происходит при интегральных потоках Ф > 5 • 1015 см"2, для зарубежных транзисторов "IRG4BC30W" при Ф > 3 • 1015 см"2. Основной вклад в рост напряжения насыщения при облучении вносит падение напряжения на достаточно толстом эпитаксиальном п-слое.

Для выбора оптимальных режимов проведения РТП для получения наилучшего сочетания комплекса электрических параметров IGBT транзисторов был проведен анализ рассеиваемой мощности при работе IGBT в импульсно-

частотном режиме в условиях эксплуатации. Для IGBT транзисторов, из-за минимальных потерь в цепи управления, полная рассеиваемая мощность определяется суммой динамической и статической мощностей. Используя экспериментально полученные зависимости tBbll!J, (Ф), Ф) был проведен расчет полных потерь рассеиваемой мощности для IGBT транзистора "2Е70Г'. Зависимость общих потерь рассеиваемой мощности от режимов РТП для транзистора "2Е701" представлена на рис. 3.

250 , — -

1В

§ н

« И

fiBÍ 8 £ a g

&S

о С

200

150

1 00

50

I

10'

10

ю'5

10"

Интегральный поток электронов Ф, см"'

Рис. 3 Изменение общих потерь рассеиваемой мощности от режимов РТП

("2Е701")

При работе ЮВТ транзисторов на высоких частотах коммутации основными потерями мощности являются потери при переключении. При облучении происходит резкое снижение динамических потерь при незначительном росте статических. При облучении интегральными потоками Ф > 7 • 1015 см"2 с последующим отжитом при температуре 400 °С рост статических потерь опережает снижение динамических и определяет общий характер наблюдаемых при облучении изменений суммарных потерь рассеиваемой мощности.

Анализ рис. 3 показывает, что для транзисторов "2Е701" оптимальным режимом РТП является облучение быстрыми электронами потоком Ф = 1015 см 2 с последующим отжигом при температуре 400 °С в течение 30 мин. При этих режимах величина рассеиваемой мощности минимальна и в 8 раз меньше чем у необлученных приборов. Электрические параметры ЮВТ транзисторов "2Е701" при разных вариантах режимов РТП приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Электрические параметры ЮВТ транзисторов "2Е701" при различных вариантах РТП

Параметр Вариант технологии ^выкл» НС в в и ю '-'проб ,В Рд, Вт Р„ Вт Рь Вт

маршрутная технология 3000 2,5 2,4 600 210 13 223

маршрутная технология с РТП (Ф, = 3 • 1014 см"2, Тетж = 400 °С, 1 = 30 мин.) 1500 3,1 2,4 600 66 14 80

маршрутная технология с РТП (Ф2 = 1 • 10!5 см"2, Т^ = 400 °С, 1 = 30 мин.) 300 3,9 2,4 600 8 20 28

маршрутная технология с РТП (Ф3 = 5 ■ 1015 см"2, Т,,™ = 400 °С, 1 = 30 мин.) 250 5,1 2,3 650 3 26 29

маршрутная технология с РТП (Ф4 = 7 • 1015 см"2, Т,™ = 400 °С, 1 = 30 мин.) 210 20,0 2,2 700 2 100 102

Из табл. 1 видно, что по критерию снижения суммарной рассеиваемой мощности можно использовать все четыре режима РТП для получения транзисторных структур с различным сочетанием статических и динамических характеристик.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе исследования спектров РСГУ выявлена общая закономерность, что на операции облучения высокоэнергетичными электронами потоками Ф = 6 • 10м... 1,5 • 1015 см"2 в активные области силовых кремниевых диодных и транзисторных структур (соответственно - в базовую и коллекторную п-области) вводятся радиационные центры акцепторного характера с уровнями Ес - 0,17 эВ (УО), Ес - 0,43 эВ (У-Р), Ес - 0,23 эВ (УУО).

2. Изучение кинетики термического отжига РЦ в базовых областях кремниевых р-п диодных структур позволило установить, что значительное уменьшение концентрации РЦ и, соответственно, восстановление электрофизических параметров кремния происходит при температурах превышающих 400 °С. При этих температурах образуются сложные РЦ с участием дивакансий, остаточного кислорода. Эти центры обладают высокой термостабильностью и обеспечивают высокий темп рекомбинации за счет глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

3. Анализ массива экспериментальных результатов по влиянию операций РТП на импульсно-частотные и статические параметры силовых диодов позволил осуществить выбор оптимальных режимов облучения и отжига для получения приборов с наилучшим сочетанием электрических параметров. Использование операции облучения быстрыми электронами потоком Ф = 9 • 1013 см"2 с последующим термическим отжигом при температуре 300 °С при производстве силовых кремниевых диодов позволяет повысить быстродействие за счет снижения времени восстановления обратного сопротивления в 6-7 раз, улучшить теплофи-

зические условия эксплуатации в частотных схемах и уменьшить в 1,9 раза значение рассеиваемой мощности.

4. Применение РТП в разработанных режимах (Ф = 1 • 1015 см"2, Т = 400 °С, г = 30 мин) в технологии изготовления мощных биполярных транзисторов Дарлингтона позволяет улучшить импульсные параметры (4) в 10 раз и более, получить оптимальное с точки зрения разработчиков аппаратуры сочетание импульсных, частотных и усилительных параметров = 700 не, {-261,6 МГц, Ьць = 1200), ослабить зависимость коэффициента передачи от уровня инжекции в рабочем диапазоне токов коллектора в среднем в 4-5 раз, улучшить электропрочность на 30-40 %.

5. Выполнена расчетная оценка радиационной стойкости (по величине протекающих через р-п переход ионизационных токов) силовых диодов и транзисторов, которая позволяет считать, что включение оптимальных режимов операций РТП в технологическую цепочку изготовления исследуемых приборов позволит увеличить уровень бессбойной работы приборов в полях импульсной радиации в 2-10 раз.

6. Использование радиационного технологического процесса позволяет восстанавливать работоспособность ЮВТ транзисторов, изготовленных по обычной маршрутной технологии, за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта. Применение операций РТП в разработанных режимах (Ф = (1-3) • 1015 см2, Т = 400-430 °С, I = 30-180 мин) позволяет повысить в несколько раз быстродействие ЮВТ, улучшить теплофизические условия эксплуатации транзисторов и уменьшить суммарные потери рассеиваемой мощности в 8 и более раз ("2Е701") за счет резкого снижения динамических потерь, являющихся основными при работе ЮВТ на высоких частотах коммутации.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Ладыгин Е.А., Коновалов М.П., Лагов П.Б., Прокопов К.В., Будишевский Ю.Д. Эффективность радиационно-технологического процесса для улучшения комплекса параметров транзисторов Дарлингтона. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2002. Вып. 4.

2. Ладыгин Е.А., Коновалов М.П., Лагов П.Б. Улучшение эксплуатационных характеристик отечественных IGBT транзисторов методом радиационной технологии. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

3. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б. Коновалов М.П. Кинетика накопления и отжига глубоких центров в полупроводниковых структурах при радиационных испытаниях, технологическом облучении и отжиге. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

4. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б. Коновалов М.П. Применение "сверхглубокого" облучения быстрыми электронами при создании биполярных структур с наилучшим сочетанием параметров и повышенной радиационной стойкостью. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

5. Ладыгин Е.А., Паничкин A.B., Осипов Г.А., Коновалов М.П., Таперо К.И., Лагов П.Б. Физико-технические основы радиационных методов обработки полупроводниковых приборов и микросхем испытательного, отбраковочного и технологического характера. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2004. Вып. 4.

6. Ладыгин Е.А., Паничкин A.B., Осипов Г.А., Коновалов М.П., Бражник В.А. Методики исследования радиационных процессов в активных областях МОП и КМОП микросхем. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2004. Вып. 4.

Формат 60 х 90 'Лб Бумага офсетная Тираж 100 экз.

Объем. 1,25 п. л. Заказ 922

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 Тел.: 954-73-94, 954-19-22 ЛР №01151 от 11.07.01

f

05 - 2 2 7 99

РНБ Русский фонд

2006-4 26478

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СПП И ВОЗМОЖНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ РТП ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ

ИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

1.1 Современное состояние производства и применения СПП.

1.2 Анализ функционирования различных типов СПП и проблемы оптимизации их статических и динамических характеристик.

1.3 Физические процессы в кремниевых структурах при РТП с применением высокоэнергетичных электронов.

1.3.1 Объемные радиационные эффекты, возникающие в кремнии при облучении высокоэнергетичными электронами.

1.3.1.1 Первичные физические процессы.

1.3.1.2 Механизм образования, физическая природа "глубоких" радиационных центров.

1.3.1.3 Термостабильность и кинетика отжига радиационных центров.

1.3.1.4 Изменение основных электрофизических параметров кремния при облучении быстрыми электронами.

1.3.2 Поверхностные радиационные эффекты.

1.3.3 Изменение характеристик МОП- и биполярных кремниевых структур при облучении быстрыми электронами.

1.3.3.1 Диодные структуры.

1.3.3.2 Биполярные транзисторные структуры.

1.3.3.3 МДП-транзисторные структуры.

1.3.4 Выводы и постановка задач исследований.

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ПРИБОРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР И ИХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ.

2.1 Обоснование выбора типов диодных и транзисторных кремниевых структур, их конструктивно-технологические особенности и характеристики.

2.2 Методика и оборудование радиационной обработки высокоэнергетическими электронами и термического отжига.

2.3 Методики и аппаратура измерения вольт-фарадных характеристик и релаксационной спектроскопии глубоких уровней в полупроводниковых структурах.

2.3.1 Методика релаксационной спектроскопии глубоких уровней.

2.3.2 Измеритель релаксации емкости.

2.3.3 Методика расчета параметров глубоких уровней из спектра РСГУ.

2.4 Аппаратура для измерения статических параметров диодных и транзисторных структур.

2.4.1 Измеритель характеристик полупроводниковых приборов J12-56.

2.4.2 Измеритель статических параметров мощных транзисторов и диодов JI2-69.

2.4.3 Метод и аппаратура для измерения емкостей транзисторов.

2.5 Методики и аппаратура измерения импульсных параметров диодных и транзисторных структур.

2.5.1 Время восстановления обратного сопротивления диодных структур.

2.5.2 Время переключения биполярных транзисторов.

2.5.3 Время переключения IGBT транзисторов.

ГЛАВА III. ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ,

ПОВЫШЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ СИЛОВЫХ ДИОДНЫХ И ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР

С ПРИМЕНЕНИЕМ РАДИАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

3.1 Диодные силовые структуры с р-n переходом.

3.1.1 Влияние режимов операций РТП на импульсно-частотные и статические параметры.

3.1.2 Повышение радиационной стойкости.

3.1.3 Результаты по улучшению электрических параметров диодных структур методом РТП.

3.2 Транзисторные структуры.

3.2.1 Влияние операций РТП на динамические и статические параметры.

3.2.2 Повышение стойкости к импульсной радиации.

3.2.3 Результаты использования РТП для улучшения комплекса электрических параметров транзисторных структур Дарлингтона.

ГЛАВА IV. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ МЕТОДОМ РТП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ.

4.1 Улучшение динамических параметров.

4.2 Изменение статических параметров IGBT при РТП.

4.3 Оптимизация режимов радиационного технологического процесса для получения наилучшего сочетания статических и динамических параметров

IGBT транзисторов.

4.4 Результаты использования РТП для улучшения комплекса электрических параметров IGBT транзисторов.

Прогресс большинства областей современной техники неразрывно связан с успехами энергетической или силовой электроники. Основными активными элементами силовой электроники являются мощные полупроводниковые приборы, работающие в ключевом режиме и применяющиеся в различных видах преобразовательной техники: диоды, тиристоры, биполярные и МДП (MOSFET) транзисторы, биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ) и др.

Требования разработчиков силовой преобразовательной техники к параметрам используемых в схемах полупроводниковых приборов систематически возрастают, особенно — в части повышения импульсно-частотных характеристик, снижения рассеиваемой мощности (статической и динамической), повышения электропрочности и надежности. Решение указанных проблем обеспечивается постоянным совершенствованием качества исходных подложек, конструкций и технологий, разработкой новых типов приборов, использованием процессов легирования подложек "глубокими" примесями (золото, платина) для повышения импульсно-частотных параметров.

Радиационный технологический процесс (РТП), состоящий из последовательных операций облучения высокоэнергетичными электронами и термического отжига, в последние годы находит все более широкое и в основном безальтернативное практическое применение в технологии различных изделий полупроводниковой электроники с целью обеспечения импульсно-частотных характеристик и регулирования статических параметров. Этот процесс, основан на введении в активные области приборов высокостабильных "глубоких" радиационных центров (РЦ), которые действуют в полупроводниках подобно донорам, акцепторам и глубоким рекомбинационным центрам, имеющим химическую природу. Облучение можно расценивать как "радиационное легирование" полупроводниковых материалов, поскольку введение РЦ в кристаллическую решетку полупроводника приводит к изменению времени жизни, концентрации и подвижности свободных носителей заряда вследствие их генерации или захвата на локальные энергетические уровни РЦ. При достаточно высоких концентрациях РЦ электрофизические свойства материалов и приборов определяются процессами взаимодействия свободных носителей заряда с этими центрами. Следовательно, при помощи облучения можно желаемым образом изменять электрофизические параметры полупроводника, в первую очередь - время жизни неосновных носителей заряда х, при больших интегральных потоках - концентрацию п и подвижность свободных носителей ц (суммарный эффект от изменения п и |л приводит к изменению удельного электросопротивления р). Изменения х, п и р приводят к изменению основных статических и динамических параметров различных типов приборов и микросхем - времени восстановления обратного сопротивления, времени рассасывания, времени выключения, прямого падения напряжения, коэффициента передачи тока базы, напряжения насыщения, порогового напряжения, пробивного напряжения и целого ряда др.

Основные преимущества РТП заключаются в том, что, во-первых, он проводится в конце технологического цикла, когда никакие из существующих методов уже неприменимы, во-вторых, введение РЦ обусловлено "холодным" массопереносом, что не приводит к размытию диффузионных и имплантационных профилей основных легирующих примесей.

Учитывая данные особенности и, имея возможности в широких пределах варьировать режимы РТП, можно получать приборные структуры с принципиально новым сочетанием статических и динамических параметров на базе обычной маршрутной технологии.

Радиационный технологический процесс применительно для силовых приборов находится в стадии исследования и развития. В связи с этим, актуальной представляется задача исследования изменения основных электрических (статических и динамических) параметров силовых полупроводниковых приборов в широком диапазоне режимов операций облучения и последующего термического отжига. На наш взгляд это позволит обоснованно выбрать оптимальные режимы РТП, применение которых в технологии изготовления позволит значительно улучшить параметры силовых полупроводниковых приборов и повысить радиационную стойкость к статической и импульсной радиации.

Цель диссертационной работы - разработать режимы и условия проведения операций радиационного технологического процесса для их использования в производстве с целью получения силовых полупроводниковых приборов с улучшенным комплексом импульсно-частотных и статических параметров и повышенной радиационной стойкостью.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

1) установить закономерности изменения основных электрических параметров и характеристик исследуемых силовых диодных, транзисторных структур и структур биполярных транзисторов с изолированным затвором в зависимости от режимов и условий операций облучения и отжига радиационного технологического процесса;

2) исследовать кинетику накопления и отжига глубоких радиационных центров, вводимых в активные области силовых приборных структур в процессе проведения операций облучения высокоэнергетичными электронами и отжига РТП;

3) осуществить выбор режимов проведения операций радиационного технологического процесса для получения силовых приборных структур с оптимальным сочетанием импульсно-частотных и статических параметров в соответствии с требованиями заказчика.

Новизна и научная ценность работы состоит в следующем:

- установлены закономерности влияния операций облучения быстрыми электронами и термического отжига в широких диапазонах интегральных потоков электронов и температур на импульсно-частотные и статические параметры основных типов кремниевых силовых приборов: диодов, биполярных транзисторов, биполярных транзисторов с изолированным затвором;

- изучение кинетики термического отжига РЦ в базовых областях кремниевых р-n диодных структур позволило установить, что значительное уменьшение концентрации РЦ в кремнии происходит при температурах превышающих 400 °С. Показано, что при этих температурах образуются сложные вторичные РЦ с участием дивакансий и остаточного кислорода, которые обладают более высокой термостабильностью и обеспечивают высокий темп рекомбинации за счет их глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

- установлено, что при применении РТП в технологии силовых приборов рост статических параметров и, соответственно, статических потерь мощности не являются критическими, так как при работе приборов на высоких частотах коммутации определяющими в общих потерях рассеиваемой мощности являются динамические потери мощности. Применение РТП приводит к снижению динамических потерь мощности в десятки раз в то время как статические потери растут в 2-3 раза. В результате проведения операций РТП снижается величина суммарных потерь мощности и обеспечивается более "комфортабельный" тепловой режим приборов в условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы.

Полученные в диссертационной работе результаты используются на опытных заводах ГУП "ВЭИ им. В.И. Ленина", ЗАО "ЭПЛ", ЗАО "ФЗМТ" при производстве кремниевых силовых диодов ("ДЧ143"), мощных биполярных транзисторов ("КТД8252"), транзисторов с изолированным затвором ("2Е701", "Экскаватор").

Использование разработанных режимов операций РТП позволяет достичь наилучшего сочетания динамических и статических параметров силовых приборов по сравнению с приборами, изготовленными по стандартной (маршрутной) технологии: улучшить время восстановления обратного сопротивления диодных структур "ДЧ143" в 6-7 раз, уменьшить в 1,9 раза значение рассеиваемой мощности, повысить радиационную стойкость к гамма-импульсу в 2,4 раза;

- улучшить импульсно-частотные параметры транзисторов "КТД8252" в 8-10 раз, ослабить зависимость коэффициента передачи от уровня инжекции в рабочем диапазоне токов коллектора в 4-5 раз, повысить стойкость к импульсной радиации в 2,7 раза, улучшить электропрочность на 30-40 %;

- улучшить время выключения IGBT транзисторов "Экскаватор" в 2,7 раза, обеспечить работоспособность IGBT транзисторов "2Е701" за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта и уменьшить суммарные потери рассеиваемой мощности в 6-8 раз.

Улучшение параметров приборов при использовании РТП значительно расширяет эксплуатационные возможности (теплофизические, импульсно-частотные, радиационные) приборов в аппаратуре.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1) Экспериментальные результаты по влиянию радиационного технологического процесса с использованием высокоэнергетичных электронов на статические и динамические параметры кремниевых силовых диодных структур и кинетику накопления и отжига "глубоких" радиационных центров, и разработанные на их основе режимы проведения операций облучения и отжига РТП для получения приборов с качественно новым, удовлетворяющим современным требованиям разработчиков преобразовательных устройств, сочетанием электрических параметров и повышенной стойкостью к импульсной радиации.

2) Разработанные режимы проведения операций РТП (облучения быстрыми электронами и последующего термического отжига) для получения силовых биполярных транзисторов Дарлингтона с качественно новым сочетанием импульсных, частотных и усилительных параметров и повышенной стойкостью к импульсной и статической радиации.

3) Результаты использования операций РТП для восстановления параметрического брака биполярных транзисторов с изолированным затвором за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта, для получения быстродействующих кремниевых приборов с низкими значениями динамической составляющей мощности рассеяния.

Диссертационная работа выполнена в лабораториях кафедры ППЭ и ФПП МГИСиС в 2001-2005 гг. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю - профессору, доктору технических наук Е.А. Ладыгину за постоянное внимание к данной работе, старшему научному сотруднику A.M. Мусалитину - за помощь в проведении экспериментов.

Основные результаты работы доложены на III и IV Всероссийских научно-технических конференциях "Устройства и системы энергетической электроники" (УСЭЭ-2001, УСЭЭ-2002), V Межотраслевой научно-технической конференции "Разработка, технология и производство полупроводниковых микросхем" (г. Зеленоград, март 2002 г.), ежегодных Всероссийских научно-технических конференциях по радиационной стойкости электронных систем "Стойкость" (г. Лыткарино, июнь 2002-2005 гг.).

По результатам работы опубликовано 6 печатных работ:

1. Ладыгин Е.А., Коновалов М.П., Лагов П.Б., Прокопов К.В., Будишевский Ю.Д. Эффективность радиационно-технологического процесса для улучшения комплекса параметров транзисторов Дарлингтона. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2002. Вып. 4.

2. Ладыгин Е.А., Коновалов М.П., Лагов П.Б. Улучшение эксплуатационных характеристик отечественных IGBT транзисторов методом радиационной технологии. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

3. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б. Коновалов М.П. Кинетика накопления и отжига глубоких центров в полупроводниковых структурах при радиационных испытаниях, технологическом облучении и отжиге. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

4. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б. Коновалов М.П. Применение "сверхглубокого" облучения быстрыми электронами при создании биполярных структур с наилучшим сочетанием параметров и повышенной радиационной стойкостью. // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2002" (научно-технический сборник). Вып. 5.

5. Ладыгин Е.А., Паничкин А.В., Осипов Г.А., Коновалов М.П., Таперо К.И., Лагов П.Б. Физико-технические основы радиационных методов обработки полупроводниковых приборов и микросхем испытательного, отбраковочного и технологического характера. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2004. Вып. 4.

6. Ладыгин Е.А., Паничкин А.В., Осипов Г.А., Коновалов М.П., Бражник В.А. Методики исследования радиационных процессов в активных областях МОП и КМОП микросхем. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на РЭА. 2004. Вып. 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы.

1. На основе исследования спектров РСГУ выявлена общая закономерность, что на операции облучения быстрыми электронами в активные области силовых диодных и транзисторных структур (базовую и коллекторную n-области) вводятся радиационные центры акцепторного характера с уровнями Ес - 0,17 эВ (V-О), Ес - 0,43 эВ (V-P), Ес - 0,23 эВ (V-V-O).

2. Изучение кинетики термического отжига РЦ в базовых областях р-n диодных структур позволило установить, что значительное уменьшение концентрации РЦ и, соответственно, восстановление электрофизических параметров кремния происходит при температурах ф превышающих 400 °С. При этих температурах образуются сложные РЦ с участием дивакансий, остаточного кислорода. Эти центры обладают высокой термостабильностью и обеспечивают высокий темп рекомбинации за счет глубокого энергетического положения в запрещенной зоне.

3. Анализ массива экспериментальных результатов по влиянию операций РТП на импульсно-частотные и статические параметры силовых диодов позволил осуществить выбор оптимальных режимов облучения и отжига для получения приборов с наилучшим сочетанием электрических параметров. Включение операции облучения быстрыми электронами потоком Ф = 9 • 1013 см"2 с последующим термическим отжигом при температуре 300 °С в маршрутную технологию позволяет повысить быстродействие за счет снижения времени восстановления обратного сопротивления в 6-7 раз, улучшить теплофизические условия эксплуатации диодов в частотных схемах и уменьшить в 1,9 раза значение рассеиваемой мощности.

If 'у ф 4. Применение РТП в оптимальных режимах (Ф = 1 • 10 см" , Т = 400 °С, t = 30 мин) в технологии изготовления мощных биполярных транзисторов Дарлингтона позволяет улучшить импульсные параметры (ts) в 10 раз и более, получить оптимальное сочетание импульсных, частотных и усилительных параметров (ts = 700 не, f = 261,6 МГц, h2iE = 1200), ослабить зависимость коэффициента передачи от уровня инжекции в рабочем диапазоне токов коллектора в среднем в 4-5 раз, улучшить электропрочность на 30-40 %.

5. Выполнена расчетная оценка радиационной стойкости (по величине протекающих через р-n переход ионизационных токов) силовых диодов и транзисторов. Включение оптимальных режимов операций РТП в технологическую цепочку изготовления исследуемых приборов позволило увеличить уровень бессбойной работы в полях импульсной радиации в 2-10 раз.

6. Использование радиационного технологического процесса позволяет восстанавливать

Щ} работоспособность IGBT транзисторов, изготовленных по обычной маршрутной технологии, за счет подавления паразитного "тиристорного" эффекта. Применение операций РТП в оптимальных режимах (Ф = 1 • 1015.3 • 1015 см'2, Т = 400-430 °С, t = 30-180 мин) позволяет повысить в

148 несколько раз быстродействие IGBT, улучшить теплофизические условия эксплуатации транзисторов и уменьшить суммарные потери рассеиваемой мощности в 8 и более раз ("2Е701") за счет резкого снижения динамических потерь, являющихся основными при работе IGBT на высоких частотах коммутации.

Таким образом, использование разработанных режимов проведения операций РТП в производстве кремниевых силовых диодных, биполярных транзисторных структур, биполярных транзисторных структур с изолированным затвором позволило получить приборы с принципиально новым сочетанием электрических параметров и характеристик.

Работа проводилась в лабораториях кафедры Полупроводниковой электроники и физики полупроводников МИСиС в соответствии с планом хоздоговорных работ МИСиС с ЗАО "ФЗМТ", ЗАО "ЭПЛ", ГУП "ВЭИ им. В.И. Ленина" и работ по Единому заказ-наряду Минобразования РФ.

1. Отечественные транзисторы: БСИТ, СИТ, БТИЗ. - М.: Додэка, 2001.

2. Материалы и процессы создания приборов силовой электроники: Тезисы докладов V семинара АТАМ (Москва, 5-7 мая 2001 года). Новосибирск.: Институт неорганической химии СО РАН, 2001.

3. Енишерлова К.Л., Концевой Ю.А. Проблемы кремния в силовой электронике: монокристаллы, пластины, структуры. // Известия Вузов. Материалы электронной техники. 2000. - Вып. 4.

4. Peter J.-M. Power Components: State of the Art, Evolution and Trends. Proceedings PCIM'97.

5. Peter J.-M. Main Future Trends for Power Semiconductors. Proceedings PCIM'99.

6. Попов С. Диоды с р-n переходом для преобразовательной техники. // Электронные компоненты. -2003. Вып. 4.

7. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий. // Электротехника. -1999. Вып. 4.

8. Колпаков А.И. IGBT или MOSFET? Практика выбора. Электронные компоненты. 2000. - № 2.

9. Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов научно-технической конференции УСЭЭ-2000 (Москва, 29 марта 2000 года). М.: НТФ ЭНЭЛ, 2000.

10. Blicher A. Field-Effect and bipolar power transistor physics. New York.: Academic Press, 1981.

11. Хоровиц Г., Хилл У. Искусство схемотехники. -М.: Мир, 1998.

12. Ришмюлер К. Быстродействующие транзисторы и схемы Дарлингтона. // Электротехника. -1985.-№4.

13. Балига Б.Дж. Эволюция техники силовых МОП-биполярных полупроводниковых приборов. // ТИИЭР. 1988. - Т. 76. - Вып. 4.

14. Baliga В J. Modern Power Devices. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1987.

15. Baliga B.J. Power Semiconductor Devices. Boston, MA: PWS, 1996.

16. Применение силовой электроники в электротехнике: Материалы докл. науч.-техн. семинара (Москва, 15-19 мая 2000 года). -М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2000.

17. Силовые полупроводниковые приборы. / Пер. с англ. под ред. В.В. Токарева. Воронеж.: Издательство ТОО МП "Элист", 1995.

18. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. М.: Додэка, 2001.

19. Моделирование и разработка комбинированного нового поколения полупроводниковых модулей на базе IGBT структур на ток до 600 А, напряжение до 1200 В: Отчет по ОКР / ВЭИ им. В.И. Ленина. Москва, 1999.

20. Разработка комбинированного МДП-биполярного высоковольтного переключающего прибора: Отчет по ОКР / НИИ Пульсар. Москва, 1995.

21. Иванов В.В., Колпаков А.И. Применение IGBT. // Электронные компоненты. 1996. - № 1.

22. Кулаков В.М., Ладыгин Е.А., Шаховцов В.И. и др. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. / Под ред. Е.А.Ладыгина. М.: Советское радио, 1980.

23. Ладыгин Е.А. Радиационная технология твердотельных электронных приборов. М.: ЦНИИ "Электроника", 1976.

24. Вавилов B.C. Действие излучений на полупроводники. М.: Физматгиз, 1963.

25. Вавилов B.C., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат, 1969.

26. Физические процессы в облученных полупроводниках. / Под ред. Л.С. Смирнова Новосибирск: Наука, 1977.

27. Вопросы радиационной технологии полупроводников. / Под ред. Л.С. Смирнова. Новосибирск: Наука, 1980.

28. Дине Дж., Винйард Дж. Радиационные эффекты в твердых телах. М.: Иностранная литература, 1960.

29. Ладыгин Е.А., Паничкин А.В., Горюнов Н.Н. Основы радиационной технологии микроэлектроники (ч. 1,2). М.: МИСиС, 1994.

30. Бургуэн Ж., Ланно М. Точечные дефекты в полупроводниках. Экспериментальные аспекты. -М.: Мир, 1985.

31. Ладыгин Е.А., Лагов П.Б., Мурашев В.Н. Физические процессы в полупроводниках при облучении быстрыми частицами. Теория и расчет. М.: МИСиС, 2001.

32. Кинчин Д., Пиз Р. Смещение атомов в твердых телах под действием излучения // Успехи физ. наук. 1956. - Т. 60, Вып. 4.

33. Вавилов B.C., Киселев В.Ф., Мукашев Б.Н. Дефекты в кремнии и на его поверхности. -М.: "Наука", 1990.

34. Watkins G.D. Radiation Damage in Semiconductors. New York.: Academic Press, 1965.

35. Vavilov V.S., Mukashev B.N., Spitsyn A.V. // Radiation Damage and Defects in Semiconductors. -London: Inst, of Phys., 1973.

36. Киреев П.С. Физика полупроводников. M.: Высшая школа, 1975.

37. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1989.

38. Ладыгин Е.А. Обеспечение надежности электронных компонентов космических аппаратов. -М.: МИСиС, 2003.

39. Helms C.R., Poindexter Е.Н. The Silicon-Silicon Dioxide System: Its Micro structure and Imperfections // Rep. Prog. Phys., 1994, № 57.

40. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов A.B. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. М.: Атомиздат, 1988.

41. Паничкин А.В. Управление электрофизическими параметрами кремниевых МДП и КМДП структур при радиационно-термической обработке. Дисс. канд. техн. Наук. М.: МИСиС, 1987.

42. Вологдин Э.Н., Ладыгин Е.А., Шаховцов В.И. Некоторые вопросы физики радиационных повреждений в полупроводниковых приборах. Киев.: Институт физики АН УССР, 1972.

43. Федоров Н.Д. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. М.: Радио и связь, 1998.

44. Коршунов Ф.П., Гатальский Г.В., Иванов Г.М. Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах. Мн.: Наука и техника, 1978.

45. Милне А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках. М.: Мир, 1977.

46. Ладыгин Е.А., Горюнов Н.Н., Паничкин А.В., Галеев А.П. Радиационные эффекты в МОП и КМОП структурах интегральных схем. М.: МИСиС, 1997.

47. Lang D.V. // J. Appl. Phys. 1974. - V.45. - №7. - P. 3023-3032.

48. Дорджин Г.С., Лактюшин B.H., Сорокина М.В. Релаксационная спектроскопия глубоких уровней // Обзоры по электронной технике. 1989. - Сер. 7, Вып. 4.

49. Берман Л.С., Лебедев А.А. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. Л.: Наука. 1981.

50. Атабиев И.Ж. Применение емкостной спектроскопии для исследования глубоких центров в биполярных полупроводниковых структурах и оптимизации РТП. Дисс. канд. техн. наук. М.: МИСиС, 1983.

51. Лагов П.Б. Радиационно-термические процессы в кремниевых биполярных структурах и их влияние на электрофизические параметры. Дисс. канд. техн. наук. М.: МИСиС, 1999.

52. Носов Ю.Р. Полупроводниковые импульсные диоды. М.: Соврадио. 1965.

53. Абрамович М.И., Бабайлов В.М., Либер В.Е. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках. М.: Энергоатомиздат. 1992.

54. Уильяме Б. Силовая электроника. М.: Энергоатомиздат. 1993.

55. Полищук А. Проблема выбора ключевых транзисторов для преобразователей с жестким переключением. // Силовая электроника. 2004. - Вып. 2.