Введение
Глава 1. Основные механизмы радиационного изменения характеристик полупроводниковых материалов и приборов 17
1.1 Основные механизмы передачи энергии . 17
1.2 Радиационное изменение характеристик приборов . 30
1.3 Спектроскопия радиационных дефектов 43
1.3.1 Электронный парамагнитный резонанс . 43
1.3.2 Релаксационная спектроскопия глубоких уровней . 44
1.3.3 Метод фотолюминесцентной спектроскопии 53
1.4 Эффекты смещения атомов решетки в кремнии 56
1.4.1 Радиационные дефекты в кремнии . 57
1.4.2 Влияние радиационных дефектов на кремниевые приборы 67
1.4.3 Способы повышения радиационной стойкости подложек 73
1.5 Радиационные центры в кремнии при обработке протонами 77
1.6 Выводы 84
Глава 2. Рекомбинация в кремниевых биполярных структурах 85
2.1 Рекомбинация и генерация на глубоких уровнях . 85
2.2 Рекомбинационные примеси золота и платины . 93
2.3 Рекомбинационные центры радиационного происхождения 102
2.4 Радиационно-ускоренная диффузия платины и палладия 107
2.5 Оптимизация параметров рекомбинационных центров 108
2.5.1 Рекомбинационное время жизни 108
2.5.1.1 Рекомбинация Шокли-Рида-Холла 109
2.5.1.2 Низкий уровень инжекции 114
2.5.2 Генерационное время жизни в области пространственного заряда 115
2.5.3 Оптимизация уровня рекомбинации . 118
2.5.3.1 Приборы с низким уровнем инжекции 118
2.5.3.2 Приборы с высоким уровнем инжекции . 122
2.5.3.3 Технологические ограничения . 128
2.6 Технологическое регулирование времени жизни . 130
2.7 Выводы . 137
Глава 3. Повышение импульсно-частотных характеристик биполярных транзисторов . 138
3.1 Особенности работы биполярного транзистора 139
3.1.1 Модуляция проводимости базы 139
3.1.2 Характеристики переключения 142
3.1.3 Особенности геометрии и конструкции . 146
3.1.4 Напряженность электрического поля в мощном БТ . 152
3.1.5 Геометрия эмиттера 153
3.1.6 Характеристики во включенном состоянии 154
3.1.7 Переходной процесс при выключении 157
3.2 Характеристика исследуемых транзисторных структур . 163
3.2.1 NPN-структуры 2Т3117 . 163
3.2.2 NPN-структуры 2Т378 163
3.2.3 PNP-структуры 2Т388 163
3.2.4 NPN-фоторанзистор в составе оптопары 163
3.3 Моделирование РТО на основе обработки ускоренными ионами 171
3.4 Результаты экспериментального исследования РТО на комплекс электрических параметров транзисторных структур 191
3.5 Выводы 195
Глава 4. Регулирование быстродействия диодных структур методом РТО 196
4.1 Динамическое поведение PIN-диода 196
4.1.1 Выключение PIN-диода 196
4.1.2 Основные динамические параметры 200
4.1.3 Увеличение электрического поля при обратном токе 201
4.1.4 Динамический лавинный пробой 203
4.1.5 Срыв тока при обратном восстановлении диода . 209
4.1.5.1 Срыв тока, обусловленный мелкой плазмой 210
4.1.5.2 Срыв тока при малой толщине прибора 212
4.1.5.3 Срыв тока при разбалансе эффективностей эмиттера . 213
4.1.6 Ограничения условий работы диода 214
4.1.7 Принципы конструирования быстродействующих pin-диодов . 217
4.2 Экспериментальное исследование повышения импульсно-частотных характеристик диодов методом РТО 219
4.2.1 Импульсные эпитаксиально-планарные диоды 219
4.2.2 Диффузионные структуры сварочных диодов 221
4.2.3 Планарные силовые диоды 234
4.2.4 Встроенный диод в составе IGBT 241
4.2.5 Встроенный диод в структуре MOSFET 244
4.2.6 Сравнительные исследования термостабильности изменений быстродействия диодных структур при различных вариантах РТО 245
4.3 Выводы 246
Глава 5. Экспериментально-технологическое оборудование РТО . 247
5.1 Линейный ускоритель электронов УЭЛВ-10-10-С-70-1 247
5.2 Линейный ускоритель протонов И-2 250
5.2.1 Основные параметры и схема ускорителя И-2 250
5.2.2 Технологическая линия протонной обработки на базе И-2 254
5.3 Линейный ускоритель ионов И-3 261
5.4 Перезарядный электростатический ускоритель ЭГП-15 . 265
5.5 Тандемный перезарядный ускоритель Tandetron 4130 271
5.5.1 Общая характеристика ускорителя 271
5.5.2 Высоковольтная система 274
5.5.3 Согласование энергии 274
5.5.4 Типы ионов . 275
5.5.5 Масс-анализатор высокого разрешения 276
5.5.6 Автоматизация управления 277
5.6 Разработка предложений по созданию технологического ускорителя 279
5.6.1 Требования к параметрам пучка ускорителя 279
5.6.2 Блок-схема ускорителя 282
5.6.3 Ионный источник 283
5.6.4 Ускоряющая система RFQ 284
5.6.5 Банчер 284
5.6.6 Резонаторы с трубками дрейфа 285
5.7 Мишенная камера . 286
5.8 Выводы по разделу 296 Заключение 297
Список литературы 300
Приложения 328
