Перспективні напівпровідникові матеріали для використання в силовій електроніці

Автор(и)

  • Tatyana Kritskaya Запорожская государственная инженерная академия, Україна
  • Sergey Bytkin начальник отдела конъюнктурно - технологического системного анализа ПАО «Запорожсталь»,, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.21

Ключові слова:

силовий напівпровідниковий прилад, гетероепітаксія, кремній, монокристал, легування, CZSi< Ge>, термічна стабільність, радіаційна стійкість

Анотація

Технології високотемпературних і радіаційно стійких силових напівпровідникових приладів (СНП) використовують структури на основі SiC, GaN. Світовий ринок дискретних силових приладів в 2024 р становитиме ~ $ 23 млрд., Частка приладів на основі кремнію ≅87%. Запропоновано методи спеціального легування монокристалів CZ-Si і обробки, що підвищує механічні властивості Si, а також радіаційну і термічну стабільність СНП на основі CZ-Si<Ge>.

Посилання

Kaminski, N., Styasni, T. Vozdejstvie kosmicheskogo izlucheniya na intensivnost otkazov IGBT [The impact of cosmic radiation on the intensity of IGBT failures]. Silovaya elektronika [Power electronics], 2008, 1, 30-32.

Busatto, G. Cosmic Rays induced Single Event Effects in Power Semiconductor Devices. Naples, June, 4th 2006. Available at: http: g.eng.cam.ac.uk/robuspic/pub_present/ ISPSD06/02_Busatto.pdf.

Vojtovich, V. A. Gordeev, A., Dumanevich,A. Si, SaAs, SiS, SaN – Cilovaya elektronika. Cravnenie, novye vozmozhnosti. Silovaya elektronika, 2010, 5, 4-10.

Enisherlova, K. L., Krymko, M. M. Kremnievye struktury dlya silovoj elektroniki. Himiya v interesah ustojchivogo razvitiya, 2001, 9, 845-851.

Surajkin, A. I. Bystrodejstvuyushie vysokovoltnye GaAs diody dlya silovoj elektroniki. 2014. Available at: http: cyberleninka.ru/.../bystrodeystvuyuschie-vysokovoltnye-gaas-diody-dlya-silov‎.

Buntov, E. Geterostrukrury na osnove nitrida galliya (GaN) i tehnologii kompanii OMMIC na ih osnove. Available at: www.npk-photonica.ru/images/statya-svch-pdf102540.pdf.

Abdulaev, O. R., Mezhenny, M. V., Filatov, M. Yu. Razrabotka tehnologii sozdaniya epitaksialnyh struktur nitrida galliya na kremnii dlya moshnyh SVCh p-i-n diodov. «Kremnij-2014». Tezisy dokladov. Irkutsk, 7-12.07. 2014, 152.

Balaekirev, A., Turkin, A. Perspektivy nitrida galliya v SVCh-elektronike. Resheniya kompanii RFHIC. Elektronika. Nauka. Tehnologiya Biznes, 2015, 4, 4-69.

Rahimo, M. Power Semiconductors for Power Electronics Applications ABB Switzerland Ltd, Semiconductors . CAS-PSI Special course Power Converters, Baden Switzerland, 8th May 2014, slides 43, 46.

Fujitsu. Available at:: http:.www.fujitsu.com/emea/news/pr/ fseu-en_20130717-1061-fujitsu-gan-power-devices-150v.html

Vojer, P. Proryv v tehnologiyah shirokozonnyh materialov predveshaet nachalo masshtabnogo vnedreniya SiC. Novosti elektroniki, 2017, 11. Available at: https://www.compel.ru/lib/ne/2017/11/6.

Available at: https://hi-news.ru/technology/elektronika-kotoraya-smozhet-rabotat-na-venere-kak-ee-sozdat.html.

Available at: https://ko.com.ua/ stoimost_moshhnoj_jelektroniki_na_osnove_sic_snizitsya_v_3_i_bolee_raz_121574.

Hmelnickij, R. A., Talipov, N. H. Chucheva, G. E. Sinteticheskij almaz dlya elektroniki i optiki. Moskwa, 2017, 228.

Almaznaya reanimaciya zakona Mura. Available at: https://habr.com/post/285984/.

Gruzdov, V. V., Kolkovskij, Yu. V., Koncevoj, Yu. A. Kontrol novyh tehnologij v tverdotelnoj SVCh elektronike [Control of new technologies in solid-state microwave electronics]. Moskva, 2016, 328.

Vojtovich, V. Gordeev, A. Idei 60-h kak materialnaya vozmozhnost perestroit mirovuyu elektroniku XXI veka. Sovremennaya elektronika, 2013, 3, 10-16.

Bondar, D. Nitrid galliya – premer sredi novyh materialov poluprovodnikovoj mikroelektroniki. Komponenty i tehnologii, 2018, 4, 134-137.

Bodnar, D. Poluprovodnikovaya mikroelektronika – 2017. 3. Novye materialy postkremnievoj epohi – uzhe nastoyashee, a ne budushee. Elektronnye komponenty. 2018, 1. Available at: http:.www.syntezmicro.ru/download/ publikatsii.

Bondar, V. Mirovaya rokirovka voennoj i grazhdanskoj mikroelektroniki. Vezde, krome Rossii. Elektronnye komponenty, 2018, 4. Available at: http:.www.syntezmicro.ru/download/publikatsiihttp

iXBT Novosti. Available at:: www.ixbt.com.

Electronic engineering times. Available at: www.eetimes.com.

Rejvi, K. Defekty i primesi v poluprovodnikovom kremnii. Moskwa: Mir, 1984, 475.

Aleksandrov, L. N. Perehodnye oblasti epitaksialnyh poluprovodnikovyh plenok. Novosibirsk: Nauka, 1978, 270.

Bahrushin, V. E. Rol fonovyh primesej podlozhki v formirovanii perehodnoj oblasti slabolegirovannyh epitaksialnyh sloev kremniya. Neorganicheskie materialy, 1996, 32, 6, 650-652.

Bahrushin, V. E., Galkin, P. N. i dr. Obrazovanie prosloek dyrochnogo tipa v kremnievyh epitaksialnyh n-n+ strukturah. El. tehnika. Ser. Poluprovodnikovye pribory, 1991, 1, 10-14.

Kritskaya, T. V. Sovremennye tendencii polucheniya kremniya dlya ustrojstv elektroniki: Monografiya Zaporozhe, 2013, 353.

Gubenko, A. Ya. Pat. 0002202656 Rossiya MKI7 S30V 15/04 Sposob polucheniya kremniya, legirovannogo surmoj. № 2001115968. Zayavl. 15.06.01. Opubl. 320.04.03. Byul. 14

Yaderno legirovannyj kremnij dlya silovoj elektroniki. Available at: https://habr.com/post/388867/.

Johnson, N. M., Hahn, S. K. Hydrogen passivation of oxygen-related thermal-donor defect in silicon. Appl Phys. Lett., 1986, 48, 11, 709-711.

Claubourn, M., Newan, R.C. Activation energy for thermal donors in silicon. Appl. Phys. Lett., 1987, 51, 26, 2197-2199.

Shahovcov, V. I., Yaskovec, I. I. Nekotorye problemy radiacionnoj fiziki tverdogo tela [Some problems of solid-state radiation physics] . UF. 1979, 24, 2, 193 – 203.

Kritskaya, T. V. Osobennosti spektrov IK-pogosheniya termodonorov v kristallah Si:Ge. FTP, 1990, 24, 6, 1129-1132.

Feature and Application of Gate Turn-off Thyristors. Mitsubishi Highpower Semiconductors. Available at: .http:.www.mitsubishichips.com/Global/files/manuals/gtothyristors.pdf.

Vladimirov, V. M., Granickij, L. V., Salagaeva, A. V., Hlebopros, R. G. Planetarnoe raspredelenie vtorichnyh nejtronov. «Sovremennye problemy». Available at: http:.modernproblems.org.ru/ecology/14-hlebopros3.html.

Bytkin, S. V. Konkutentnaya razvedka konyunkturno-tehnologicheskih perspektiv tradicionnogo i high-tech eksporta Ukrainy: Monografiya Zapor. Derzh. Inzh. Akad. Zaporrizhzhya: ZDIA, 2017, 280.

Bruemmer, J. E, Williams, F. R. Schmitz Efficient Design in a DC to DC Converter Unit. NASA Technical Memorandum. G.V.E–13499 prepared for the 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Washington, DC, July 28–August 2, 2002. Available at: http:.gltrs.grc.nasa.gov/reports/2002/TM-2002-211804.pdf.

Keller, J. Power electronics designers look to the future. Military & Aerospace Electronics November, 2002. Available at: http://mae.pennnet.com/articles/ article_display.cfm?Section=ARCHI&C=Feat&ARTICLE_ID=161973&KEYWORDS=Schottky%20QPL&p=32.

Rausch, R. Electronic Components & Systems and their Radiation Qualification for Use in the LHC Machine. European Laboratory For Particle Physics, Cern-Sl Division Cern Sl 99-004 (Co). Invited Paper presented at LHC Electronic Board Workshop Snowmass, Colorado, USA, 20-25 September 1999. Available at: http:. project.slac.stanford.edu/lc/local/Radphysics/European_Lab.pdf.

Taranovich, S. Si vs. GaN vs. SiC: Which process and supplier are best for my power design? EDN, 2013. Available at: http:.www.edn.com/design/power-management/4409627/3/Si-vs-GaN-vs-SiC-Which-process-and-supplier-are-best-for-my-power-design.

Kritskaya, T. V., Nejmark, K. N., Nechiporenko, Yu. L., Trubicyn, Yu. V., Chervonnyj, I. F., Kustov, V. E., Shahovcov, V. I., Shindich V. L., Biduha V. I, Dumbrov, V. I., Falkevich, M. E., Ahtman, L. K. A.s. 1603860 SSSR, MKI3 S 30 V 31/20, 29/06. Sposob obrabotki monokristallov kremniya / 4484438/23–26; zayavleno 19.09.88.

Kritskaya, T. V., Nejmark, K. N., Shklyar, B. L. Vozdejstvie g-obluche-niya na kvarcevye tigli. Cvetnye metally [Black metals], 1993, 2, 49-50.

Shahovcov, V. I., Yaskovec, I. I. Nekotorye problemy radiacionnoj fiziki tverdogo tela. UFZh, 1979, 24, 2, 193-203.

Hirashi, H., Hoshikawa, K. The dissolution rate of silica in molten silicon. Jap. J. Appl. Phys., 1980, 19, 8, 1573-1574.

Regel, A. R., Glazov, V. M. Zakonomernosti formirovaniya struktury elektronnyh rasplavov. Moskwa, 1982, 294.

Poltavcev, Yu. G. Struktura poluprovodnikovyh rasplavov. Moslwa, 1984, 264.

Gubenko, A. Ya. Fazovye prevrasheniya v tverdom i zhidkom kremnii. Kristallografiya, 2001, 46, 1, 88-94.

Taran, Yu. M., Glazov, V. M. Strukturnye izmeneniya pri nagreve monokristallov kremniya. FTP, 1991, 25, 4, 588-595.

Glazov, V. M. Podhod k obosnovaniyu vozmozhnosti povysheniya termostabilnosti kremniya putem ego legirovaniya. Izv. Vuzov. Cvetnaya metallurgiya, 1997, 6, 67-71.

Taran, Yu. N., Kucova, V. Z., Kritskaya, T. V. Vliyanie legirovaniya na strukturu i svojstvapoluprovodnikovogo kremniya. Izv. Vuzov. Materialy elektronnoj tehniki, 2003, 1, 26-29.

Prihodko, E. V. Metallohimiya kompleksnogo legirovaniya. Moskwa, 1983, 184.

##submission.downloads##

Як цитувати

Kritskaya, T., & Bytkin, S. (2018). Перспективні напівпровідникові матеріали для використання в силовій електроніці. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, 1(26(1302), 148–161. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.21

Номер

Том 1 № 26(1302) (2018): Вісник НТУ «ХПІ»: Серія "Нові рішення у сучасних технологіях"

Розділ

Прилади і пристрої силової електроніки

Ліцензія

Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.