Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ НА БАЗЕ НЕПЛАНАРНОГО КРЕМНИЯ

Блиев А.П., Силаев И.В., Кожитов Л.В., Кондратенко Т.Т.

Основными задачами конструирования силовых полупроводниковых приборов нового поколения являются: организация отвода тепла, выделяющегося в приборе, за счет изменения формы исходного монокристалла кремния с планарной на полый цилиндр- (трубку); снижение величины прямого падения напряжения на приборе, Uпр; снижение величины токов утечки Iобр при максимальной допустимой температуре прибора; снижение величины теплового сопротивления конструкции на участке «структура-поверхность корпуса» - Rвнутр.; увеличение срока эксплуатации силового прибора в электрической схеме.

Для разработки полупроводниковых приборов на профильных монокристаллов кремния проводятся исследования: способа выращивания профильных монокристаллов кремния из расплава; процесса обработки, резки и шлифовки профильных монокристаллов кремния при изготовлении цилиндрических подложек; процесса осаждения эпитаксиальных слоев кремния из газовой фазы на цилиндрической поверхности; контроля качества материалов получаемых цилиндрических структур; разработка промышленной технологии сборки цилиндрических («непланарных») выпрямительных приборов.

Совместно с Институтом Проблем Механики РАН проведено математическое моделирование тепловых полей в системе расплав - цилиндрическая затравка и предложен тепловой узел, обеспечивающий формирование сечения монокристалла кремния в виде трубки.

Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что выращенные образцы имеют монокристаллическую структуру. Плотность дислокаций в структуре образцов трубчатых монокристаллов не превышает 5∙103см -2 .

Трубчатые монокристаллы кремния предназначены для производства нового поколения мощных силовых полупроводниковых приборов различного назначения.

Совместно с институтом «ГИРЕДМЕТ» разработан процесс эпитаксиального наращивания слоев кремния необходимой толщины и степени легирования- ( n+ , n, p+, p ) толщиной от 5 до 40 мкм на внешнюю поверхность цилиндрических подложек кремния.

По разработанной технологии создан непланарный выпрямительный диод со следующими параметрами в сравнении с планарным аналогом- выпрямительным диодом на рабочий ток 100 А и напряжение 100В: сниженным в 1.5- 2 раза тепловым сопротивлением при отводе выделяющегося тепла; сниженной в 2-3 раза величиной токов утечки Iобр; сниженной на 20-25% величиной прямого падения напряжения U пр.; сниженным уровнем упругих механических напряжений в контакте металл- полупроводник; увеличенным сроком эксплуатации в 1.5-2 раза.

Габариты и масса системы охлаждения непланарного диода снижены в 1.8 раза по сравнению с габаритами и массой системы охлаждения плоского планарного диода.


Работа представлена на научную международную конференцию «Производственные технологии», 9-16 сентября 2007, г. Римини (Италия). Поступила в редакцию 24.08.2007.


Библиографическая ссылка

Блиев А.П., Силаев И.В., Кожитов Л.В., Кондратенко Т.Т. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ НА БАЗЕ НЕПЛАНАРНОГО КРЕМНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-1. – С. 176-176;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4068 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074