name: Разработка сверхбыстрых ключей на основе карбида кремния
keyword_list: Численное моделирование Synopsys Sentaurus TCAD Диодный лавинный обостритель импульсов Дрейфовый диод с резким восстановлением Субнаносекундная коммутация Карбид кремния
abstract: Диссертация посвящена созданию и исследованию полупроводниковых размыкающих (дрейфовых диодов с резким восстановлением обратного сопротивления, ДДРВ) и замыкающих (диодных лавинных обострителей импульсов, ДЛО) ключей на основе карбида кремния. Разработаны и изготовлены структуры ДДРВ на основе 4H-SiC, рассчитанные на обратные напряжения 60 В, 1000 В и 1800 В. Все изготовленные структуры были исследованы экспериментально и промоделированы численно в среде Synopsys Sentaurus TCAD. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с экспериментом. Структуры обнаруживают субнаносекундное быстродействие со скоростями переключения 1,5-3,5 кВ/нс, что превосходит тот же параметр у аналогов на основе кремния.
  Изучено влияние фундаментальных эффектов сужения запрещенной зоны в сильнолегированных областях, Оже-рекомбинации и неполной ионизации легирующей примеси на инжекционную способность эмиттеров. Показано, что максимальная величина накапливаемого в структурах заряда определяется совокупностью указанных эффектов, которые снижают коэффициент инжекции p+-n перехода до значений близких к теоретическому пределу γ = 12,5%, а потери накапливаемого в 4H-SiC-ДДРВ заряда варьируются в пределах 60-70%, и также определяются указанными эффектами. Предложен метод поиска параметров эмиттеров, при которых достигается наилучшая сохраняемость накопленного заряда.
  Исследовано влияние эффекта захвата неосновных носителей на примесные уровни в базовой области диода. На примере структур на 1000 В и на 60 В показано, что указанный эффект приводит к возрастанию длительности участка медленного роста напряжения на диодной структуре перед сверхбыстрым обрывом ею тока. Предложены методы оптимизации структур, позволяющие снизить величину и длительность этого участка.
  Исследование ДЛО представлено численным моделированием. Приводятся приближенные оценки параметров структуры ДЛО, обеспечивающей переключение в режиме пробега задержанной ударно-ионизационной волны. Предложена конструкция лавинного обострителя импульсов на основе карбида кремния, в которой предусмотрена система стабилизации по площади прибора процесса пробега волны ударной ионизации за счет принудительного введения в область лавинного умножения носителей-инициаторов лавинного пробоя. Промоделированная конструкция прибора обеспечивает стабильный и воспроизводимый процесс переключения.
chairman_dissertation_council.name: Виктор
chairman_dissertation_council.surname: Лучинин
chairman_dissertation_council.patronymic: Викторович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: 0
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701446103
chairman_dissertation_council.rinc_id: 37314
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Виктор
organization_supervisor.surname: Шелудько
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.14.07
rubrics.name: Проектирование и конструирование полупроводниковых приборов и приборов микроэлектроники
rubrics.code: 47.33.29
rubrics.name: Дискретные полупроводниковые приборы
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах
speciality_codes.code: 05.27.01
supervisors.fio: Иванов Б.В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Вакуумная и плазменная электроника
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Калинина Е.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика полупроводников
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Житяев И.Л.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)"
protection_organization.ogrn: 1027806875381
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
author_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)"
author_organization.ogrn: 1027806875381
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения