Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 621.382 Электронные элементы, использующие свойства твердого тела. Полупроводниковая электроника
Выполнен расчет, анализ и верификация вольтамперных характеристик (ВАХ) кремниевого быстровосстанавливающегося диода (БВД) с использованием методов приборно-технологического моделирования. Определены конфигурация планарной структуры кристалла полупроводникового прибора, уровни легирования и дозы облучения высокоэнергетичными частицами, при которых достигаются требуемые значения рабочих и максимальных прямых токов и обратных (пробивных) напряжений. Основными задачами, решению которых посвящена статья, являются задачи определения оптимальных конструктивно-технологических параметров структуры БВД и верификации расчетных значений ВАХ с экспериментальными данными снятых с быстровосстанавливающегося диода SKKE310F12 при различных значениях температуры окружающей среды. Новизна работы представляется полученной верифицированной приборно-технологической моделью БВД, возможной к промышленной реализации в виде полупроводникового устройства на производственной базе отечественных предприятий микроэлектроники. Результаты исследований могут быть использованы при производстве элементной базы силовой электроники для импульсных преобразователей электроэнергии: дискретных БВД, структур БВД в составе силовых модулей на базе МОП и IGBT транзисторов.
приборно-технологическая модель, кристалл, планарная структура, температура, ВАХ, пробой, охранные кольца
1. Глушко, А.А. Приборно-технологическое моделирование в системе TCAD Sentaurus : методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация проектирования электронных средств» / А.А. Глушко. - Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. - 61 с.
2. Громов, В.И Конструктивно-технологические особенности эмиттера быстро восстанавливающихся диодов с мягким восстановлением / В.И. Громов [и др.] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2006. - №6 (72). - С. 82-83.
3. Индришенок, В.И. Основы приборно-технологического моделирования в Sentaurus TCAD [Электронный ресурс] / В.И. Индришенок. - М: Московский технологический университет (МИРЭА), 2018. - 118 с.
4. Pribytny, P. TCAD simulation methodology for full 3D electro-physical and advanced thermal analysis of power modules / P. Pribytny [et al.] // 2017 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD). - Kamakura, Japan: IEEE, 2017. - С. 249-252.
5. SKKE 310F12. - SEMIKRON [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.semikron.com/products/product-classes/thyristordiode-modules/detail/skke-310f12-07910520.html.
6. TCAD - Technology Computer Aided Design (TCAD). - Synopsys [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.synopsys.com/silicon/tcad.html.
7. Ахмелкин, Д.М. Кремниевые pin-диоды для мощных СВЧ-устройств L- и S-диапазонов / Д.М. Ахмелкин, А.В. Ботов // Наноиндустрия. - 2020. - Т. 13. - №S4 (99).
8. Медведев, Д.М. Моделирование вольт-амперных характеристик LDD MOS транзистора при криогенной температуре / Д. М. Медведев, А. А. Малаханов // САПР и моделирование в современной электронике: Сборник научных трудов IV Международной научно-практической конференции, Брянск, 22-23 октября 2020 года. - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2020. - С. 390-393. - DOI:https://doi.org/10.51932/9785907271739_390.
9. Медведев, Д.М. Моделирование высоковольтного кремниевого диода Шоттки / Д.М. Медведев, А.А. Малаханов // САПР и моделирование в современной электронике: Сборник научных трудов V Международной научно-практической конференции, Брянск, 21-22 октября 2021 года. - Брянск: Новый формат, 2021. - С. 285-288. - DOI:https://doi.org/10.30987/conferencearticle_61c997f09d8527.44162014.9.
10. Baliga, B.J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices / B.J. Baliga. - Cham: Springer International Publishing, 2019.
11. Lutz, J. Semiconductor Power Devices / J. Lutz [et al.]. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2011.
