Управління падінням напруги кремнієвого діода шляхом опромінення електронами та термічної обробки

Анотація

Високочастотні випрямні обмежувальні діоди використовуються в джерелах живлення для випрямлення змінного струму, в елементах захисту радіоелектронного обладнання, а також в перемикальних пристроях. Вони складають основу пристроїв енергоощадних технологій, відповідаючи високим вимогам щодо витримуваної потужності і стабільності параметрів. Основним завданням у технологічному процесі виготовлення високочастотних діодів є забезпечення оптимального значення прямого падіння напруги, яке можна порівняти з контактною різницею потенціалів р—n-переходу, і малого струму витоку.
Дана робота присвячена вивченню впливу радіаційного опромінення та подальшої термічної обробки на вольт-амперні та ємнісні характеристики високочастотних кремнієвих діодів.
Досліджувалися діоди з р⁺—р—n—n⁺-структурою, виготовлені з пластин кремнію КЕФ-4 n-типу провідності вихідною товщиною 235 мкм. Радіаційну обробку проводили на лінійному прискорювачі електронів ЕЛУ-6. Інтегральний потік «швидких» електронів складав від 1,0·10¹⁵ до 2,6·10¹⁷ см^–2, енергія 1,5 МеВ, щільність 1,7·10¹¹ — 5,5·10¹³ см^–2·с^–1. Термічну обробку проводили протягом 5 годин за температури 90°С у спеціальній камері.
На основі проведених досліджень показано, що термообробка призводить до зміщення прямої вольт-амперної характеристики в область менших напруг (тобто заданий струм можна досягти за меншої напруги), однак за малих значень струму падіння напруги після термобработкі може збільшитися. Зворотній струм зменшується в п’ять разів, спричиняючи зменшення виділеної потужності. При цьому також покращуються і часові характеристики діода за рахунок зниження ємності (до одного порядку).