Теоретическое и экспериментальное исследование р-п-р-п и р-п'-п-р-п структур и разработка мощных тиристоров-диодов

• Автор: Селенинов, Казимир Леович
• Шифр специальности: 05.12.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Таллин
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр>

ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В р-п-р-п и р-п’-п-р-п

СТРУКТУРАХ. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТИРИСТОРДИОДОВ

1.1. Статическая характеристика тиристор-диода на базе р-п-р-п и р-п’-п-р-п структуры

1.2. Динамические параметры тиристор-диода... -/3

1.3. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ШУНТИРОВКИ

ЭМИТТЕРНЫХ п+-р и р+-п ОБЛАСТЕЙ И РАСЧЕТ

ПАРАМЕТРОВ р-п-р-п СТРУКТУРЫ С МАКСИМАЛЬНОЙ

КОММУТИРУЕМОЙ МОЩНОСТЬЮ

2.1. Экспериментальное исследование характера утечки р+-п эмиттерного перехода тиристор-диода
2.2. Исследование вертикальной составляющей эквивалентного сопротивления утечки распределённой шунтировки р-п-р-п
структур
2.3. Об одной из возможностей уменьшения продольной составляющей эквивалентного сопротивления утечки распределённой шунтировки

2.4. Расчет параметров р-п-р-п структуры с максимальной коммутируемой
мощностью
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ СТАТИЧЕСКОЙ И ПЕРЕХОДНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИК ТИРИСТОР-ДИОДОВ С ЭФФЕКТИВНЫМИ УТЕЧКАМИ В ОБОИХ ЭМИТТЕРНЫХ ПЕРЕХОДАХ
3.1. Модель включения тиристор-диода по р-базе
3.2. Взаимосвязь статического тока управления-спрямления и тока включения с параметрами р-п-р-п структуры
3.3. Переходный процесс включения р-п-р-п структуры с обоими зашунтированными эмиттерами
3.4. Экспериментальное исследование включения р-п -р-п структур с эффективными утечками в обоих эмиттерных переходах
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ВКЛЮЧЕНИЯ
р_п-р-п СТРУКТУРЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ БЫСТРО-НАРАСТАЮЩЕГО АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕОРИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВКЛЮЧЕННОГО СОСТОЯНИЯ
4.1. Включение р-п-р-п структуры при воздействии тока управления на обе базы
4.2. Выражение тока р-п-р-п структуры при воздействии быстронарастающего
анодного напряжения

4.3. Исследование механизма распространения включенного состояния в р-п-р-п структурах
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТИРИСТОР-ДИОДОВ НА ОСНОВЕ р-п-р-п И р-п’-п-р-п СТРУКТУР: СТОЙКОСТИ К ЭФФЕКТУ (Ш/іі , СТОЙКОСТИ К КОММУТАЦИОННОМУ ЭФФЕКТУ сШ/(Ц , ВРЕМЕНИ ВЫКЛЮЧЕНИЯ
5.1. Расчет стойкости р-п-р-п и р-п’-п-р-п структур к нарастанию анодного напряжения
5.2. Анализ стойкости тиристор-диодов на основе р-п’-п-р-п структуры к коммутационному эффекту сШ/ сИ
5.3. Анализ времени выключения тиристор-диодов
5.4. Выводы
ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И 1ЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИРИСТОР-ДИОДОВ, РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ СЕРИИ МОЩНЫХ ТИРИСТОР-ДИОДОВ
6.1. Конструкция тиристор-диодов
6.2. Экспериментальное исследование времени выключения тиристор-диодов с различными конструкциями граничной области
6.3. Особенности измерения напряжения переключения тиристор-диодов
циркония до толщины 490 мкм. На полированную поверхность р-базовой области наращивалась эпитаксиальная пленка хлоридным 1 [аращивания -
вания - 50 мин., суммарный поток парогазовой смеси 825см3/с.,
замеренное четырехзондовой установкой, составляло 204-30 Ом.
Из полученных таким образом пластин изготавливали тиристорные структуры с применением стандартных технологических операций: окисления, фотолитографии, диффузии фосфора и делегирования борем, сплавления с вольфрамовым термокомпенсатором и другие.
Сравнение параметров тиристоров, изготовленных по эпитаксиально-диффузионной технологии и контрольных образцов тиристоров, изготовленных по стандартной диффузионной технологии, показывает (таблица 2.1), что эпитаксиально-диффузионные структуры обладают более высокой рабочей температурой и меньшими временами выключения при одинаковых гСр = 9 мкс.
время наращиотношение потока легирующего соединения ( В Вг3 ) к потоку парогазовой смеси I, 78* Ю“3. Поперечное сопротивление р-слоя,
Таблица 2
Тип структуры
Напряжение' Температура Время Прямое переключе- р-п-р-п выклю- падени ния структуры чения напряж!
выклю- падение чения напряжеприл ния
Диффузионная
Эпитаксиальнодиффузионная
2,0 кВ 125°С 80 мкс 1,8 В
1,8 кВ 150°С 65 мкс 1,75 В