Динамика электронно-дырочной плазмы в SOS-диодах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. SOS-ЭФФЕКТ: НАНОСЕКУНДНЫЙ ОБРЫВ

СВЕРХПЛОТНЫХ ТОКОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ.

1.1. Характеристики SOS-эффекта.

1.2. Разработка физико-математической модели.

1.2.1. Описание физико-математической модели.

1.2.2. Методика численного решения.

1.3. Процессы на стадии высокой проводимости.

1.3.1. Прямая накачка.

1.3.2. Обратная накачка.

1.4. Процессы на стадии отключения тока.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОЙ ПЛАЗМЫ

В SOS-ДИОДЕ.

2.1. Структура SOS-диода.

2.2. Влияние профиля легирования структуры на процесс отключения тока.

2.3. Механизм равномерного распределения напряжения.

2.4. Влияние параметров накачки.

2.4.1. Обратная накачка.

2.4.2. Прямая накачка.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. СУБНАНОСЕКУНДНЫЙ ОБРЫВ ТОКА В SOS-ДИОДЕ.

3.1. Режим короткой накачки.

3.1.1. Прямая накачка.

3.1.2. Обратная накачка.

3.2. Стадия отключения тока.

3.3. Факторы, влияющие на реализацию субнаносекундного механизма обрыва тока.

3.3.1. Структура диода.

3.3.2. Параметры обратной накачки.

3.3.3. Параметры прямой накачки.

3.4. Выводы.

Мощные наносекундные импульсы обычно получают с использованием двух основных методов, отличающихся способом накопления энергии. В первом методе используется энергия электрического поля, запасаемая в малоиндуктивных конденсаторах и линиях и передаваемая в нагрузку через замыкающие устройства - коммутаторы. Во втором используется энергия магнитного поля, которая запасается в индуктивностях и предается в нагрузку с использованием размыкающих устройств - прерывателей тока. Второй метод более предпочтителен, так как плотность энергии в индуктивных накопителях выше, чем в емкостных, примерно на два порядка. Однако создание сильноточных размыкателей оказалось более сложной проблемой, чем коммутаторов. В настоящее время существуют два основных типа размыкателей, выдерживающих напряжение мегавольтного уровня и отключающих токи в десятки и сотни килоампер за единицы наносекунд. Это плазменные прерыватели тока [1, 2] и взрывающиеся проволочки [3]. Основными их недостатками являются малый срок службы и невозможность работы в частотном режиме. Разработка и исследование твердотельных прерывателей тока, которые свободны от этих недостатков, является важной задачей мощной наносекундной импульсной техники.

Известные неустойчивости токового шнура в полупроводниках (например пинч-эффект) происходят при малых токах и небольших напряжениях (до десятых долей ампера и единиц вольт) [4] и с точки зрения силовой электроники не представляют интереса. Другой принцип быстрого отключения тока в твердом теле основан на создании каким либо способом избыточных носителей тока внутри тела, с последующим их быстрым удалением. Данный подход оказался весьма плодотворным, и к настоящему времени созданы устройства, позволяющие отключать токи в десятки и сотни ампер. Накачка избыточных носителей в твердое тело может осуществляться с помощью пучков частиц (обычно электронов), лазерного излучения, либо токовой инжекции (возможно также сочетание данных методов). Удаление носителей происходит за счет их выноса током через границы тела и/или с помощью рекомбинации.

Возможность построения полупроводникового коммутатора на основе облучения кристалла арсенида галлия пучком высокоэнергичных электронов рассмотрена в работе [5]. Облучалась одна сторона кристалла, на которой был создан катодолюминесцентный слой цинка, испускающий под воздействием электронов излучение. Излучение в свою очередь приводило к генерации электронно - дырочных пар в объеме кристалла. После отключения источника электронов ток обрывался с характерным временем порядка времени рекомбинации (нескольких наносекунд). При плотности тока управляющего пучка

2 2 электронов 36 мА/см была достигнута плотность коммутируемого тока 53 А/см . Энергия электронов в пучке достигала 100 - 150 кэВ. В работе [5] также отмечалось, что при замене цинка на хром в катодолюминесцентном слое время установления проводящего состояния уменьшается до долей наносекунды.

В работах [6, 7] в качестве твердотельного размыкателя тока использовался кристалл арсенида галлия, легированный кремнием и компенсированный медью. При облучении кристалла первым лазерным импульсом с длиной волны Я = 1.06 мкм электроны с глубоких уровней переходят в зону проводимости, при этом кристалл переключается в проводящее состояние, что позволяет пропустить через него ток накачки в индуктивный накопитель энергии. Время жизни неравновесных электронов велико, и, поэтому, продолжительность первого лазерного импульса может быть много меньше длительности стадии высокой проводимости. При облучении кристалла вторым лазерным импульсом с Я = 1.7 мкм происходит перенос дырок с глубоких уровней меди в валентную зону. Рекомбинация дырок с избыточными электронами за время порядка наносекунд переводит кристалл в непроводящее состояние, передавая тем самым ток из индуктивного накопителя энергии в нагрузку. В эксперименте на нагрузке 200 Ом был получен импульс напряжения 6.2 кВ длительностью 20 не при обрыве тока 100 А за 5 не. Любопытная особенность данного метода заключается в возможности управлять временем жизни носителей, тогда как в других методах время жизни неизменно и определяется концентрацией примесей.

Достоинством метода на основе излучения является возможность точно регулировать длительность проводящего состояния кристалла, а значит и время ввода энергии в индуктивный накопитель. Однако метод отличает большая техническая сложность, связанная с необходимостью использования ускорителей заряженных частиц и лазеров. Наряду с этим существует принципиальное ограничение на плотность неравновесных носителей, связанное с накоплением дефектов в веществе при росте мощности облучения. Малая плотность носителей определяет низкие величины отключаемых токов и выдерживаемых напряжений, что затрудняет применение метода в мощной импульсной технике.

Более распространенным и простым в исполнении является метод токовой инжек-ции. Метод был предложен в 50- х годах в ходе интенсивных работ по разработке быстродействующих импульсных диодов. Одной из первых его реализаций стал диод с накоплением заряда (ДНЗ) [8, 11, 51]. Существенной особенностью структуры ДНЗ является большой градиент донорной примеси, искусственно созданный в области р-n перехода. Принцип работы ДНЗ основан на существовании встроенного тормозящего поля в базе диода, пропорционального градиенту концентрации донорных атомов. На стадии прямой накачки встроенное поле, направленное к р-n переходу, препятствует распространению дырок в базу, удерживая их около р-n перехода. За счет этого при прохождении обратного тока почти весь заряд успевает выйти из базы уже на стадии высокой обратной проводимости. Концентрация остаточного заряда в окрестности р-n перехода оказывается небольшой. Поэтому расширение области объемного заряда (003), совпадающей с р-n переходом, происходит с большой скоростью. Это приводит к быстрому росту напряжения и резкому спаду тока в диоде. Время отключения тока при этом лежит в интервале 0.1-1 не. Основным недостатком является то, что работа диода в режиме ДНЗ возможна только при условии низкого уровня инжекции, так как нарушение этого условия приводит к исчезновению эффекта встроенного поля. Поэтому ДНЗ имеет низкие параметры по току (10 - 100 мА) и обратному напряжению (10 - 50 В).

Следующий шаг был сделан в начале 80-х годов исследованиями коллектива под руководством И.В. Грехова в ФТИ им. Иоффе [9-18, 80, 81]. Было показано, что процесс восстановления обычного сильноточного полупроводникового диода (структура р+ - п - п+ типа) при определенных условиях протекает очень быстро, обеспечивая наносекундный обрыв обратного тока. Были реализованы режимы обрыва тока с плотностью 100- 200 л

А/см за время 0.5 - 2 не. При этом на диоде развивалось напряжение от 1 до 2 кВ. Такие диоды получили название дрейфовых диодов с резким восстановлением (ДДРВ) [9]. Принцип работы заключается в следующем. За счет малой длительности прямого тока реализуется резко неоднородное распределение плазмы в базе диода, когда основная часть плазмы оказывается сосредоточенной в узком слое около р+-п перехода. Длительность прямого тока подбирается малой, чтобы исключить диффузионное выравнивание распределения плазмы (до нескольких сотен не). При протекании обратного тока база освобождается от избыточной плазмы. Концентрационные фронты плазмы, расположенные около р+-п и п-п+ переходов, двигаются навстречу друг другу, причем за счет высокой концентрации плазмы скорость фронта у р+-п перехода невелика. Поэтому фронты встречаются непосредственно около р+-п перехода. Начиная с этого момента в диоде больше нет плазмы, и протекание тока далее осуществляется за счет выноса основных носителей из базы, что приводит к расширению ООЗ около р+-п перехода, росту напряжения и обрыву тока. Подбирается такой режим обратной накачки, чтобы к моменту встречи фронтов плотность тока достигала максимально возможной для данного уровня легирования базы. При выполнении этого условия расширение ООЗ происходит с максимально возможной скоростью, равной скорости насыщения электронов в кремнии ~107 см/с. Например, для получения обратных напряжений 1 - 2 кВ на структуру, уровень донорной примеси в базе не может превышать 1014 см"3 (критическая величина начала лавинного размножения), что на 7 стадии отключения соответствует максимальной плотности тока около 160 - 200 А/см2. Если плотность тока будет меньше, то реализуется механизм восстановления силового диода с очень длительным спадом тока. Если же плотность тока будет больше, то процесс лавинного размножения сильно затормозит движение концентрационных фронтов около р+-п и п-п+ переходов, что снова приведет к сильному затягиванию процесса спада тока. В связи с этим ДДРВ имеет ограничение по плотности обратного тока через структуру. К тому же существует ограничение по величине вводимого заряда, определяемое тем, что встреча концентрационных фронтов должна происходить как можно ближе к р+-п переходу. В ряде работ указывалось, что барьерные свойства р-n перехода ухудшаются с ростом тока и увеличением глубины залегания р-n перехода [22-24]. Данное обстоятельство позволило увеличить величину вводимого заряда (а значит и энергию, передаваемую в нагрузку), когда в работах [12-17] был реализован режим ДДРВ на диффузионных структурах р+ - р - п - п+ типа. В таких структурах плазма по завершении стадии прямой накачки располагается уже не только в базе, но и в высоколегированной р-области. При этом условие встречи концентрационных фронтов в окрестности р-n перехода по достижении обратного тока насыщенного значения выполняется уже при больших, чем ранее, величинах заряда.

Дальнейшим развитием этой идеи стала реализация инверсионно восстанавливающегося диода (ИВД) [17, 18, 75], где в структуре типа р+ - р - п - п+ был искусственно понижен коэффициент инжекции п-п+ перехода путем существенного снижения концентра

18 21 3 ции легирующей примеси на границе структуры (10 вместо 10 см"). Пониженный коэффициент инжекции привел к сильному снижению концентрации плазмы около п-п+ перехода за счет ухода части заряда из структуры во время прямой накачки. Снижение концентрации плазмы в n-области позволило увеличить общее количество заряда прошедшего через диод и выполнить при этом условие встречи концентрационных фронтов около р-п перехода, необходимое для ДДРВ механизма. При этом длительность прямой и обратной накачки резко возросла (до 2 и 0.5 мкс соответственно). Рекордные для ДДРВ параметры получены в работе [10], в которой с помощью последовательно соединенных ДДРВ формируются импульсы с амплитудой 80 кВ, током 800 А и частотой следования 1 кГц.

В общем случае процесс восстановления силового полупроводникового диода описан в многочисленной литературе [29-33, 54, 65-71, 78, 79], где основополагающим исследованием является работа Бенде и Шпенке [29]. Силовой диод работает при высоком уровне инжекции, и концентрация плазмы в базе может на несколько порядков превосходить исходную концентрацию донорной примеси. Плотность тока на стадии высокой обратной проводимости, ограниченная тепловыми процессами перегрева структуры, при ко

2 1г ротких импульсах может достигать тысяч А/см . При протекании обратного тока в первую очередь от избыточной плазмы освобождаются р+-п и п-п+ переходы. При этом вплоть до начала спада обратного тока практически вся база остается заполненной плотной избыточной плазмой. Напряжение на структуре определяется электрическим полем в диффузионных областях пространственного заряда, расположенных по краям плазмы. Стадия спада обратного тока представляет собой процесс медленного выноса остаточной плазмы из базы диода. По мере спада тока плазменные фронты со стороны р+-п и п-п+ переходов перемещаются навстречу друг другу. Одновременно увеличиваются области пространственного заряда, что приводит к росту напряжения. Характерное время спада тока лежит в диапазоне от десятых долей мкс до нескольких мкс. Существует ряд мер, убыстряющих спад тока. Например, ввод примесей в базу приводит к снижению концентрации остаточной плазмы, при этом скорость выноса плазмы увеличивается, а продолжительность спада тока сокращается. Увеличение обратного тока так же снижает время спада тока, однако, остается ограничение на величину тока, связанное с нежелательностью лавинного размножения в районах р+-п и п-п+ переходов.

Сравнивая методы, описанные выше, можно отметить, что все они имеют ограничения на параметры токов и напряжений, связанные с физическими принципами, положенными в их основу. Так в методе на основе излучения принципиальным является ограничение на плотность избыточных носителей, являющееся следствием накопления дефектов в веществе при росте мощности облучения. Разработка же мощного наносекундного полупроводникового прерывателя на основе метода токовой инжекции ограничена тем принципом, что процесс обрыва тока должен развиваться в протяженной низколегированной базе диода. При этом возможно либо получение наносекундного времени отключения тока с низкой плотностью, которая определяется собственной проводимостью базы, свободной от избыточной плазмы (ДНЗ, ДДРВ, ИВД), либо получение высокой плотности отключаемого тока при его последующем медленном спаде через структуру, база которой заполнена плотной избыточной плазмой (силовой диод).

Ситуация в области мощной полупроводниковой электроники изменилась кардинальным образом, когда в 1992 году в Институте электрофизики УрО РАН был обнаружен эффект наносекундного обрыва сверхплотных токов в полупроводниках (SOS-эффект, от английского semiconductor opening switch). Было показано, что эффект наблюдается в р+ -р - п - п+ структурах при времени накачки порядка 10"8 - 10"6 с и плотности обратного тока л до 60 кА/см , а время обрыва тока при этом лежит в диапазоне от десятых долей до единиц наносекунд [34, 35]. На рис. 1 в координатах плотность обрываемого тока - время обрыва показаны типичные области работы прерывателей тока на основе SOS-эффекта и методов, описанных выше. Из рисунка видно, что SOS-эффект существенно превосходит по мощности существующие на настоящий момент методы прерывания тока в твердом теле. Кроме этого, структуры в режиме SOS-эффекта характеризуются равномерным распределением напряжения на стадии обрыва тока. Это свойство наряду с высокой плоностью обрываемого тока позволило создать прерыватели с переключаемой мощностью гигаваттно-го уровня [36, 49, 88, 91]. Полученные результаты не могли быть объяснены с точки зрения известных к тому времени принципов коммутации тока в полупроводниках. Однако, было выяснено, что SOS-эффект связан с появлением быстро расширяющихся участков сильного поля, расположенных не в базе, а в высоколегированных областях диода [87].

К началу работы диссертанта еще не существовало объяснения экспериментальных фактов, показывающих сильную зависимость характеристик SOS-эффекта от параметров структуры диода и параметров накачки. В частности, при снижении времени обратной накачки, время обрыва тока становилось меньше 1 не [50]. Физические процессы, приводящие к реализации субнаносекундного режима обрыва тока, были неизвестны. Не было объяснено свойство выравнивания напряжения при SOS-эффекте между сотнями последовательно соединенных диодов, составляющих прерыватель.

Целью данной работы является теоретическое исследование динамики электронно-дырочной плазмы в полупроводниковых структурах, работающих в режиме SOS-эффекта. В ходе исследования необходимо было выполнить следующее:

• Определить совокупность условий по режиму тока и параметрам р+ - р - п - п+ структуры, необходимых для реализации SOS-режима.

• Объяснить зависимость характеристик SOS-эффекта от глубины залегания р-n перехода в диоде.

• Выявить механизм выравнивания распределения напряжения в полупроводниковом прерывателе, собранном из последовательно соединенных р+ - р - п - п+ структур.

• Объяснить механизм субнаносекундного обрыва тока при SOS-эффекте.

• Найти такие параметры структуры диода и режима накачки, которые приводили бы к улучшению характеристик SOS-эффекта.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые: 1. Определены условия по режиму ввода тока и параметрам полупроводниковой р+ - р - п -п+ структуры, при которых происходит наиболее эффективная реализация SOS-эффекта. Показано, что для этого время прямой накачки должно быть менее 1 мке, плотность обратного тока должна лежать в интервале от 1 до 40 кА/см2, глубина залегания р-n перехода должна превышать 100 мкм.

2. Объяснена зависимость характеристик SOS-эффекта от глубины залегания р-n перехода в диоде. Показано, что скорость движения фронта плазмы вдоль р- области на стадии обратной накачки возрастает с увеличением глубины залегания перехода. Более высокая скорость движения фронта плазмы снижает время образования области сильного поля и увеличивает ширину этой области, что приводит к снижению времени обрыва тока и увеличению перенапряжения на диоде.

3. Установлен механизм выравнивания распределения напряжения в полупроводниковом прерывателе, собранном из р+ - р - п - п+ структур с разной глубиной залегания р-n перехода. Показано, что на стадии обрыва тока в структурах с малой глубиной залегания р-n перехода область сильного поля возникает раньше, формируя за счет этого большой начальный разброс напряжений. Однако скорость расширения областей сильного поля в структурах с большой глубиной залегания р-n перехода больше, чем в структурах с малой глубиной залегания, за счет чего и происходит выравнивание распределения напряжения.

4. Показано, что субнаносекундный механизм обрыва тока при SOS-эффекте реализуется за счет возникновения в р-области двух, независимо друг от друга расширяющихся областей сильного поля. При этом скорость образования единой области сильного поля достигает 70% от скорости насыщения носителей в кремнии.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. В первой главе дается описание физико - математической модели расчета динамики плазмы и электрической схемы накачки. На примере расчета, полученного с помощью модели, описаны процессы в диоде на стадии высокой проводимости и обрыва тока. Во второй главе исследуется механизм влияния профиля легирования на процесс отключения тока, механизм равномерного распределения напряжения по последовательным структурам, а также определяется режим

Заключение

В данной работе проведено теоретическое исследование динамики электронно-дырочной плазмы в SOS-диодах. Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Определены условия по режиму ввода тока и параметрам р+ - р - п - п+ структуры, при которых происходит наиболее эффективная реализация SOS-эффекта. А именно: полупроводниковый прерыватель должен иметь структуру р+ - р - п - п+ типа с глубиной залегания р - п перехода не менее 100 мкм, время прямой накачки должно быть не более 1 мкс, а плотность обратного тока должна находиться в диапазоне от 1 до 40 кА/см2.

2. Показано, что уменьшение времени обрыва тока и рост перенапряжения, наблюдаемые при увеличении протяженности р-области, обусловлены увеличением скорости движения концентрационного фронта избыточной плазмы, двигающегося вдоль р-области на стадии обратной накачки. Более высокая скорость движения фронта плазмы снижает время образования области сильного поля и увеличивает ширину этой области, что приводит к снижению времени обрыва тока и увеличению перенапряжения. При увеличении глубины залегания перехода от 100 до 200 мкм скорость движения фронта плазмы возрастает в 5 - 7 раз, время обрыва тока снижается в 3 - 4 раза, а максимальное напряжение на структуре возрастает в 3 - 5 раз.

3. Установлен механизм выравнивания распределения напряжения в полупроводниковом прерывателе, собранном из последовательных р+ - р - п - п+ структур с разной глубиной залегания р-n перехода. Механизм выравнивания заключается в том, что в структурах с большей глубиной р-n перехода образование областей сильного поля начинается позже, однако расширение этих областей и рост напряжения на структурах происходят быстрее, чем в структурах с меньшей глубиной залегания р-n перехода.

4. Показано, что выравнивание распределения напряжения в прерывателе происходит при соблюдении следующих условий: а) продолжительность прямой накачки, плотность введенного заряда и глубина залегания р-n перехода должны удовлетворять соотношению (2.25); б) плотность обрываемого тока должна быть не менее 2 кА/см .

5. Установлено, что субнаносекундный механизм обрыва тока при SOS-эффекте реализуется за счет возникновения в р-области двух независимо друг от друга расширяющихся областей сильного поля. Данные области расширяются со скоростью около 70% от скорости насыщения и перекрывают друг друга в конце процесса коммутации, образуя единую область поля за время, меньшее 1 не.

6. Показано, что механизм субнаносекундного обрыва тока реализуется в структурах с большой глубиной залегания р-п перехода при соблюдении следующих условий: а) время прямой накачки лежит в интервале от 30 до 200 не; б) плотность заряда, введенного в диод, составляет (1 - 5)'10" Кл/см ; л в) плотность обратного тока находится в интервале от 1 до 4 кА/см .

1. Mendel C.W., Goldstein S.A. A fast-opening switch for use in REB diode experiments. // J. Appl. Phys. 1977. V.48. N 3. P.1004-1006.

2. Ковальчук Б.М., Месяц Г.А. Генератор мощных наносекундных импульсов с вакуумной линией и плазменным прерывателем. // Доклады Академии Наук. 1985. Т.284. N 4. С. 857-859.

3. Котов Ю.А., Колганов Н.Г., Ковальчук Б.М. Быстродействующий размыкатель на основе электрически взрываемых проволочек. // Приборы и техника эксперимента. 1974. N6. С. 107-109.

4. Пожела Ю.К. Плазма и токовые неустойчивости в полупроводниках. М.: Наука. 1977.320 С.

5. Schoenbach К.Н., Lakdawala V.K., Stoudt D.C. et al. Electron-beam-controlled high-power semiconductor switches. // IEEE Trans. On Electron Devices. 1989. V. 36. N 9. P. 17931802.

6. Mazzola M.S., Schoenbach K.H., Lakdawala V.K., Ко S.T. Nanosecond optical quenching of photoconductivity in bulk GaAs switch. // Appl. Phys. Lett. 1989. Vol. 55. P. 2102-2105.

7. Stoudt D.C., Kenney J.S., Schoenbach K.H. Inductive energy storage a fast-opening bulk optically controlled semiconductor switch. // Proc. 9th IEEE Int. Pulsed Power Conf. Albuquerque, NM, USA. 1993. Vol. 1. P. 123-126.

8. Еремин C.A., Мокеев O.K., Носов Ю.Р. Полупроводниковые диоды с накоплением заряда и их применение. М.: Советское радио. 1966.- 153 С.

9. Efanov V.M., Kardo-Sysoev A.F., Larionov M.A. et al. Powerful semiconductor 80 kV nanosecond pulser. // Proc. 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf. Baltimore, Maryland, USA. 1997. V. 2. P. 985-987.

10. Грехов И.В., Гейфман E.M., Костина Jl.C. Исследование переходного процесса переключения силового диода с накоплением заряда. // Журнал технической физики. 1983. Т. 53. Вып. 4. С. 726-729.

11. Ефанов В.М., Кардо-Сысоев А.Ф., Смирнова И.А. Нестационарные процессы накопления электронно-дырочной плазмы в полупроводниках в сильных электрических полях. // Физика и техника полупроводников. 1986. Т. 20. N 2. С. 314-317.

12. Grekhov I.V., Efanov V.M., Kardo-Sysoev A.F., Shenderey S.V. Power drift step recovery diode. // Solid State El. 1985. V. 28. N 6. P. 597-599.

13. Кардо-Сысоев А.Ф., Попова M.B., Шеметило Д.И. Влияние накопления неосновных носителей в р+- слое на процесс восстановления напряжения на р+-п переходе. // Физика и техника полупроводников. 1992. Т. 26. N 6. С. 1048-1053.

14. Кардо-Сысоев А.Ф., Попова М.В. Нестационарные процессы двойной инжекции и рассасывания плазмы в полупроводниковой р+-п -п+ структуре. // Физика и техника полупроводников. 1991. Т. 25. N 1. С. 3-11.

15. Грехов И.В., Тучкевич В.М. Новые принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами. Л.: Наука. 1988.- 117 С.

16. Грехов И.В. Генерация мощных наносекундных импульсов с помощью полупроводниковых размыкателей. // Известия Академии Наук. Энергетика. 2000. N 1. С. 53-63.

17. Grekhov I.V. Mega and gigawatts-ranges, repititive mode semiconductor closing and opening switches. // Proc. of 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf. Baltimore. USA. 1997. V. 1. P. 425429.

18. Huldt L. Auger recombination in inderect gap semiconductors. // Phys. State Sol. (a). 1971. V. 8.N1.P. 173-187.

19. Hang A. Auger recombination in electron-hole drops. 11 Solid State Com. 1978. V.25. N 7. P. 477-479.

20. Грехов И.В., Делимова JI.A. Оже-рекомбинация в кремнии. // Физика и техника полупроводников. 1980. Т. 14. N 5. С. 1523-1531.

21. Fletcher NW. The high current limit for semiconductor junction devices. // Proc. IRE. 1957. V. 45. N 6. P. 862-873.

22. Howard NR., Jonson G.W. pnn+ diodes at high forward current densities. // Solid State El. 1965. V. 8. N 3. P.275-284.

23. Грехов И.В., Отблеск А.Е. Учет электронно дырочного рассеяния и падения эффективности эммитера с ростом плотности тока в psn- и psR-структурах. // Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. N 7. С. 1483-1490.

24. Грехов И.В., Отблеск А.Е. Определение электрофизических параметров сильно легированной области диода по длительности фазы высокой обратной проводимости. // Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. N 9. С. 1910-1916.

25. Грехов И.В., Коробков Н.Н., Отблеск А.Е. Инжекционная способность кремниевых р-п переходов. // Физика и техника полупроводников. 1975. Т. 19. N 4. С. 752-754.

26. Васильева А.Б., Кардо-Сысоев А.Ф., Стельмах В.Г. Пограничный слой в теории р-п перехода. // Физика и техника полупроводников. 1976. Т. 10. N 7. С. 1321-1324.

27. Benda Н., Spenke Е. Reverse recovery processes in silicon power rectifiers. // Proc. IEEE. 1967. V. 55. N8. P. 1331-1354.

28. Отблеск A.E., Челноков B.E., Физические проблемы в силовой полупроводниковой электронике. Л.: Наука. 1984,- 235 С.

29. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы. М.: Энерго-атомиздат. 1990.- 576 С.

30. Булатов О.Г., Гулия Р.Г., Одынь С.В. Физико-математическая модель переходного процесса обратного восстановления силовых диффузионных диодов и тиристоров. // Электротехника. 1993. N 11. С. 27-34.

31. Кузьмин В.А., Мнацаканов Т.Т. Вольт-амперная характеристика полупроводниковых структур с диффузионными переходами при большой плотности тока. // Радиотехника и электроника. 1981. Т. 26. N 5. С. 1082-1091.

32. Любутин С.К., Рукин С.Н., Тимошенков С.П. Исследование полупроводникового размыкателя тока в мощных импульсных генераторах с промежуточным индуктивным накопителем. // IX Симпозиум по сильноточной электронике. Тез. докл. Россия. 1992. С. 218-219.

33. Дарзнек С.А., Котов Ю.А., Месяц Г.А., Рукин С.Н. SOS- эффект: наносекундный обрыв сверхплотных токов в полупроводниках. // Доклады Академии Наук. 1994. Т. 334. N3. С. 304-306.

34. Landolt-BoernsteiN Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. Vol. 17. Subvolume a. Physics of Group IV Elements and III-V Compounds. Berlin, Springer-Verlag. 1982.

35. Грехов И.В., Сережкин Ю.Н. Лавинный пробой р-n перехода в полупроводниках. Л.: Энергия. 1980.- 152 С.

36. Ghosh R., Roy S.K. Effect of electron -electron interactions on ionization rate of charge carriers in semiconductors. // Solid State Electr. 1975. Vol. 18. P. 945-948.

37. Бонч-Бруевич В.J1., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука. 1990,- 688 С.

38. Грибников З.С., Мельников В.И. Электронно-дырочное рассеяние в полупроводниках при высоких уровнях инжекции. // Физика и техника полупроводников. 1968. Т. 2. N 9. С. 1352-1363.

39. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М: Мир. 1991. Т 1, 2.

40. Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М.: Мир. 1973.- 416 С.

41. Дмитриев А.П., Рожанский В.А., Цендин Л.Д. Диффузионные скачки в неоднородной столкновительной плазме с током. // Успехи Физических Наук. 1985. Т. 146. Вып. 2. С. 237-255.

42. Duane W.E., Ron D.W. Fast recovery epitaxial diodes (FRED'S). // IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1988. Part 1. P. 2-7.

43. Потапчук В.А., Мешков O.M. Силовые супербыстродействующие эпитаксиально-диффузионные диоды. // Электротехника. 1996. N 12. С. 14-16.

44. Assalit Н.В., Erikson L.O., Wu S.J. High power controlled soft recovery diode design and applicatioN // IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1979. P. 1056-1061.

45. Chu C.K., Johnson J.E., Spisak P.B., Kao Y.C. Design consideration on high power soft recovery rectifiers. // IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 1980. P. 720-722.

46. Lyubutin S.K., Mesyats G.A., Rukin S.N et al. New solid-state opening switches for repetitive pulsed power technology. // Proc. 11th Int. Conf. on High Power Particle Beams. Prague, Czech Republic, 1996. V. 1. P.135-138.

47. Любутин C.K., Месяц Г.А., Рукин C.H., Словиковский Б.Г. Субнаносекундный обрыв тока в мощных полупроводниковых SOS-диодах. // Доклады Академии Наук. 1998. Т. 360. N 4. С. 477 479.

48. Moll J.L., Krakauer S. and SheN R. Р-N junction charge storage diodes. // Proc. IRE. Vol. 50. N 1, P. 43-53. Jan 1962.

49. Баранов Л.И., Селищев Г.В., Самсонов А.В. О реактивных свойствах p-i-n диода в режиме большого сигнала при высоких уровнях инжекции. // Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. N 4. С. 578-582.

50. Vliet К.М. Hight injection theories of р-n junction in the charge neutrality approximatioN // Solid State Elect. 1966. Vol. 9. N 3. P. 185-201.

51. Lauritzen C.L. A simple diode model with reverse recovery. // IEEE Trans. Power ElectroN Vol. 6. N 2. P. 188-191. Apr. 1991.

52. Darling R. B. A full dynamic model for р-n junction diode switching transients. // IEEE Trans. Electron Devices. Vol. ED-42. N 5. P. 969-976. May 1995.

53. Deen R.H. Transient double injection in trap-free semiconductors. // J. Appl. Phys. 1969. Vol. 40. N2. P. 585-595.

54. Deen R.H. Transient double injection in trap-free semiconductors. // J. Appl. Phys. 1969. Vol. 40. N 2. P. 596-599.

55. Knepper R.W., Jordan A.G. Double injection in pin silicon devices. // Solid State Electr. 1972. Vol. 15. N 1. P. 45-58.

56. Egawa H. Avalanche characteristics and failure mechanism of high voltage diodes. // IEEE Trans. 1966. Vol. ED-13. N11. P. 754-758.

57. Бурцев Э.Ф., Грехов И.В., Крюкова H.H. Локализация тока в кремниевых диодах при большой плотности тока // Физика и техника полупроводников. 1970. Т. 4. N 10. С. 1955-1962.

58. Грехов И.В., Коробков Н.Н., Отблеск А.Е. Определение постоянной оже рекомбинации в кремнии при свервысоких уровнях инжекции. // Физика и техника полупроводников. 1977. Т. 11. N9. С. 1691-1696.

59. Davies L.W. The use of p-i-n structures in investigations of transient recombination from high injection levels in semiconductors. // Proc. IEEE Vol. 51. P. 1637-1642. Nov. 1963.

60. Baliga B.G., Adler M.S. Measurement of carrier lifetime profile in diffused layers of semiconductors. // IEEE Trans. 1978. Vol. ED-25. N 4. P. 472-477.

61. Вайткус Ю., Гривацкас В., Стотаста Ю. Электронно- дырочное рассеяние и рекомбинация неравновесных носителей заряда в кремнии при высоком уровне возбуждения. // Физика и техника полупроводников. 1975. Т. 9. N 7. С. 1339-1345.

62. Ко W.H. The reverse recovery behavior of semiconductor junction diodes. // IRE Trans. Electon Devices. Vol. ED-8, N 2. P. 123-131. Mar. 1961.

63. Городецкий C.M. и др. Расчет переходных процессов в полупроводниковом диоде. // Радиотехника и электроника. 1978. Т. 23. N 7. С. 1514-1519.

64. Булатов О.Г., Гулия Р.Г., Одынь С.В. Физико-математическая модель процесса обратного восстановления силовых диффузионных диодов и тиристоров. // Электротехника. 1993. N 11. С. 27-34.

65. Рабкин П.Б., Тогатов В.В. Нелинейная модель процесса выключения структуры с выведением заряда обратным током. // Радиотехника и электроника. 1984. Т. 29. N 10. С. 2039-2047.

66. Верлеме Э.Э., Дерменжи П.Г., Удал А.Ф. Влияние распределения времени жизни электронов и дырок на процесс обратного восстановления диодов. // Электротехника. 1984. N3. С. 47-51.

67. Danielsson В.Е. Studies turn -off effects in power semiconductor devices. // Solid State Electr. 1985. Vol. 28. N 4. P. 375-391.

68. Herlet A. The forward characteristic of silicon power rectifiers at high current densities. // Solid State Electr. 1968. Vol. 11. N 8. P. 717-742.

69. Федоренко P.П. Введение в вычислительную физику. М.: Издательство МФТИ. 1994.520 С.

70. Поттер Д. Вычислительные методы в физике. М.: Мир. 1975.- 391 С.

71. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. М.: Наука. 1966. Т.1.- 631 С.

72. Грехов И.В. Полупроводниковые переключатели и генераторы микро- и наносекунд-ных импульсов гигаваттной мощности. // Сб. тез. Межд. конф. Мегагаусс-7, Арзамас-16, 1996. С. 47-52.

73. Кардо-Сысоев А.Ф. Фундаментальные ограничения предельных токов и скоростей роста в мощных полупроводниковых приборах. // Физика и техника полупроводников. 1980. Т. 14. N7. С. 1447-1448.

74. Ефанов В.М., Кардо-Сысоев А.Ф., Попова М.В. Нестационарные токи двойной инжекции в условиях насыщения скоростей дрейфа электронов и дырок. // Физика и техника полупроводников. 1988. Т. 22. N 10. С. 1747-1753.

75. Володин Н.М., Смертенко П.С., Федоренко JI.JI. Особенности вольт-амперных характеристик длинных полупроводниковых структур на сверхвысоких уровнях двойной инжекции. // Физика и техника полупроводников. 1998. Т. 32. N 12. С. 1476-1481.

76. Мнацаканов Т.Т. Теория ВАХ силовых переходов и приборов на их основе. // Радиотехника и электроника. Т. 22. N 2. С. 366-373.

77. Грехов И.В. Полупроводниковые приборы сильноточной электроники. // Известия РАН. Энергетика. 1992. N 1. С. 60-72.

78. Грехов И.В. О новых методах коммутации больших мощностей в нано- и субнаносе-кундных диапазонах. // Вестник АН СССР. 1981. N 7. С. 18-25.

79. Авакьянц Г.М., Мурыгин В.И., Сандлер J1.C. Прямая ветвь ВАХ тонких диодов при высоких уровнях инжекции. // Радиотехника и электроника. 1963. Т. 8. N 11. С. 19191926.

80. Berz F. A simplified theory of the p-i-n diode. // Solid State Electr. 1977. Vol. 20. N 8. P. 709-714.

81. Рукин C.H. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми размыкателями тока. // Приборы и техника эксперимента. 1999. N 4. С. 5-36.

82. Рукин С.Н. Генерирование мощных наносекундных импульсов на основе полупроводниковых прерывателей тока. // Дисс. Докт. Техн. Наук. Екатеринбург, 1998.-73 С.

83. Дарзнек С.А., Месяц Г.А., Рукин С.Н. Динамика электронно-дырочной плазмы в полупроводниковых прерывателях сверхплотных токов // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 10. С. 64-70.

84. Mesyats G.A., Darznek S.A., Litvinov Y. A., Lyubutin S.K., Rukin S.N, Telnov V.A., Tsira-nov S.N, Turov A.M. Semiconductor opening switch research at IEP. // In Proc. of 10th IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, NM, USA, 1995. V. 1. P. 298-305.

85. Mesyats G.A., Darznek S.A., Rukin S.N, Tsiranov S.N Theoretical model of the SOS- effect. // In Proc. of 11th Int. Conf. on High Power Particle Beams., Prague, Czech Republic, 1996. V. 2. P. 1241-1244.

86. Дарзнек C.A., Любутин C.K., Рукин C.H., Словиковский Б.Г., Цыранов С.Н. SOS-диоды: наносекундные прерыватели сверхплотных токов. // Электротехника. 1999. N 4. С. 20-28.

87. Rukin S.N, Lyubutin S.K., Slovikovskii B.G., Tsiranov S.N Experimental study of SOS-based generator for low impedance load. // Proc. of 12th IEEE Pulsed Power Conf., Monterey, California, USA, 1999. V. 2. P. 1230-1233.

88. Дарзнек С.А., Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Влияние профиля легирования структуры на процесс отключения тока в мощных полупроводниковых прерывателях. // Журнал технической физики. 2000. Т. 70. Вып.4. С. 56-63.

89. Любутин С.К., Словиковский Б.Г., Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Генератор квазипрямоугольных импульсов на низкоомной нагрузке с полупроводниковыми прерывателями тока. // Приборы и техника эксперимента. 2000. N 1. С.74-81.

90. Любутин С.К., Словиковский Б.Г., Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Высокочастотные импульсные генераторы на основе SOS- диодов с субнаносекундным временем обрыва тока. // Приборы и техника эксперимента. 2000. N 3. С. 52-60.

91. Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Исследование процесса субнаносекундного обрыва тока в мощных полупроводниковых прерывателях. // Письма в Журнал технической физики. 2000. Том 26. Вып. 18. С. 41-46.

92. Пономарев А.В., Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Исследование процесса распределения напряжения по структурам в мощном полупроводниковом прерывателе тока. // Письма в Журнал технической физики. 2001. Том 27. Вып. 20. С. 29-34.

93. Дарзнек С.А., Любутин С.К., Словиковский Б.Г., Рукин С.Н., Цыранов С.Н. Полупроводниковый прерыватель тока. // Патент РФ N 2156014.Н 01 L 29/86. БИ. 2000. N 25.