Разработка и экспериментальная проверка статической модели расчёта максимального управляемого тока МОП тиристора тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

§1.1 Области применения силовых полупроводниковых приборов.

§ 1.2. Основные типы силовых полупроводниковых приборов.

§ 1.2.1. Мощные диоды.

§ 1.2.2. Мощные МОП транзисторы.

§ 1.2.3. Биполярно полевые транзисторы (IGBT).

§ 1.2.4. Запираемые тиристоры (GTO).

§ 1.3. МОП управляемые тиристоры.

§ 1.4. Высоковольтная полевая изоляция приборов.

§ 1.5. Методы снижения статических потерь.

§ 1.6 Снижение динамических потерь радиационным методом регулирования времени жизни носителей.

§ 1.7. Выводы и постановка задачи.

Глава 2. Критерий оценки максимальной управляемой плотности тока выдвинутый на основе анализа 2D модели РТ p-i-n диода с катодом, шунтированным МОП транзистором.

§ 2.1. Принципиальная эквивалентная схема МОП тиристора.

§ 2.2 Динамическое моделирование принципиальной эквивалентной схемы МОП тиристора.

§ 2.3 Структура МОП тиристора.

§ 2.4. 2D модель РТ p-i-n диода.

§ 2.5. Моделирование анодного шунтирования.

§ 2.6. Моделирования влияния напряжения затвора на ВАХ модели p-i-n диода.

§ 2.7 Проект траншейного МОП управляемого тиристора.

Глава 3. Изготовление экспериментального МОП тиристора и экспериментальная проверка предложенного критерия определения максимального управляемого тока.

§ 3.1 Выбор материала для изготовления высоковольтного тиристора.

§ 3.2 Охранная изоляция периферии МОП тиристора.

§ 3.3. Статические вольт - амперные характеристики МОП тиристора.

§ 3.4. Регулирование времени жизни носителей в МОП тиристоре облучением электронами.

§ 3.5. Динамические характеристики МОП тиристора.

Производство и распределение энергии в современном мире играет ключевую роль. Доля преобразованной энергии (из постоянного тока в переменный и наоборот) постоянно возрастает. По оценкам энергетиков доля преобразованной энергии в России в 3 раза ниже чем в промышленно развитых странах. В связи с этим особую актуальность приобретает создание силовых полупроводниковых приборов нового поколения. Так как современные силовые приборы создаются: с использованием технологии КМОП СБИС (размеры элементов ~ 1-10 цм) то при проектировании таких приборов встает вопрос о тщательном моделировании физических процессов, происходящих в таких приборах. К приборам силовой электроники предъявляются требования, такие как: способность выдерживать большие напряжения (до 6 кВ), пропускать большие токи (до 1 кА) при низком падении напряжения на приборе, иметь малые времена включения и выключения, низкая себестоимость и технологическая простота изготовления. Так как такие требования одновременно удовлетворить трудно, то для нахождения технически приемлемого компромисса необходимо предварительное моделирование приборов. Для приборов с положительной обратной связью по току (тиристоры) статическое моделирование процесса выключения невозможно из-за расходимости итерационных алгоритмов. Динамическое же моделирование требует вычислительной мощности суперкомпьютеров. Выходом в этом случае является статическое моделирование физически эквивалентных приборов.

В данной работе на основе спроектированного и испытанного МОП управляемого тиристора предлагаются топологические, модельные и физические решения, имеющее общее значения для силовой электроники.

В работе предложена эквивалентная схема МОП тиристора и обобщенная статическая В АХ МОП тиристора с анодным шунтированием. Предложена методика диагностики Р- канальных МОП транзисторов и анодных шунтов по нерабочей ветви ВАХ при отрицательном анодном напряжении.

Для описания процессов, происходящих в МОП тиристоре построена 2D эквивалентная физическая модель p-i-n диода с катодом, шунтированным МОП транзистором. Для моделирования анодного шунтирования предложен метод понижения концентрации акцепторов Na в Р аноде. Свободный параметр модели (концентрация примеси Na) определяется из статических ВАХ МОП тиристоров с различными временами жизни методом подгонки. Совпадение расчетных и экспериментальных ВАХ при временах жизни носителей 25 и 3.5 ф jic позволяет утверждать, что данная модель хорошо описывает поля ОПЗ и распределение концентрации носителей. На данной модели проведено исследование зависимости плотности анодного тока от напряжения на затворе. Показано, что величина модуляции анодного тока зависит от его плотности. На основе сравнения концентраций акцепторов Na в Р базе и свободных электронов предложен критерий оценки управляемой плотности тока в МОП тиристоре. Предлагаемый критерий сформулирован так: если при открытом канале выключающего МОП транзистора концентрация неравновесных электронов ниже концентрации акцепторов Na в Р-базе в сечении, где концентрация электронов максимальна, то данная плотность тока является управляемой.

Критерий подтвержден сравнением расчетной максимальной управляемой плотности тока при различных временах жизни с экспериментальными результатами. Хорошее совпадение с экспериментом • (отличие расчета и эксперимента ~30% ) позволяет утверждать, что предложенный критерий работоспособен. Более детальное доказательство критерия может быть проведено с применением динамического метода расчета переходных характеристик МОП тиристора, однако это потребует использования суперкомпьютера.

На основе анализа влияния поля ОПЗ затвора на максимальную управляемую плотность тока в МОП тиристоре предложен новый прибор силовой электроники - траншейный МОП тиристор. Предварительные расчеты показывают увеличение управляемой плотности тока в этом приборе на 50%.

Предлагаемый критерий также может найти применение для расчета максимальной управляемой плотности тока других типов тиристоров и определению плотности тока вторичного пробоя (включение паразитного тиристора) для IGBT.

Таким образом, в данной работе, представлены статические модели для расчета основных параметров МОП тиристора - падения напряжения в открытом состоянии, статических потерь и максимальной плотности управляемого тока. Ошибка в определении плотности управляемого тока при использовании этих моделей составляет 30%, что подтверждено экспериментом. Показано, как при изменении параметров модели изменяются характеристики МОП тиристоров, что служит основой для их оптимизации.

Для экспериментальной проверки модельных расчетов был спроектирован, изготовлен и испытан МОП управляемый тиристор с большой

0.33 см) активной площадью и плотностью управляемого тока 100 — 150

2 2 А/см . Большая активная площадь (-0.3 см ) имеет решающее значение для правильной интерпретации модельных расчетов, поскольку представленные в литературном обзоре образцы МОП управляемых тиристоров имеют завышенные (до 600 А/см2) плотности управляемых токов. Высоковольтные тиристоры со сравнимой площадью имеют этот же параметр до 40 А/см .

Таким образом, представленный МОП тиристор имеет плотность управляемого тока в 1.5-2 раза выше, чем аналогичные, описанные в литературе. В работе представлено обоснование выбора высокоомного (2000 Ом см) БЗП кремния, как материала удовлетворяющего всем требованиям для изготовления высоковольтных приборов. Описание структуры предложенного тиристора соответствует изготовленному МОП тиристору с рядом конструктивных особенностей. К таким особенностям относятся:

1. Размеры катодного N+ эмиттера 10 цм

2. Длина канала выключающего Р канального транзистора 1 цм, изготовленного по ДМОП технологии (двойная боковая диффузия доноров и акцепторов под маску поликремния).

3. Элементарная ячейка состоит из матрицы 5x5 N+ эмиттеров, в центре ячейки эмиттер убран, сформирован сток для включающего N канального МОП транзистора в № базу.

4. Плавающие охранные кольца (FGR - Float Guard Rings) обеспечивающие работу тиристора до напряжения 2500 В.

5. Стоп канальный конденсатор по периферии кристалла, выравнивающий потенциал при переходе от края кристалла к охранным кольцам.

6. Анодное шунтирование, уменьшающее время рассасывания избыточного заряда в N" базе.

7. Регулирование времени жизни носителей методом облучения электронами с энергией 2 МэВ с целью уменьшения динамических потерь на фронте выключения тиристора.

8. Применение трехслойной металлизации анода Ti-N-Ag.

Испытания МОП тиристора при токах, близких к максимальным управляемым (30-50 А), предполагают распайку кристалла в корпус. Были использованы 3 типа корпусов для высоковольтной электроники, с распайкой кристалла, как на воздухе, так и в водородной атмосфере. На основе сравнения В АХ кристаллов сделан вывод о безусловной необходимости распайки кристалла в корпус в водородной атмосфере, так как при распайке на воздухе падение напряжения в открытом состоянии возрастает в 1.4 раза при том же токе.

Целью работы являлось исследование физических принципов работы МОП тиристора и экспериментальное обоснование моделей для оптимизации параметров приборов на их основе. Для этого предполагалось решить следующие задачи:

1. Разработка модели влияния полей ОПЗ и времени жизни носителей на максимальный управляемый ток МОП тиристора, рассчитываемой статически.

2. Оптимизация параметров МОП тиристора на основе предложенных модели.

3. Создание экспериментального образца МОП тиристора для проверки предложенной модели.

Научная новизна работы

При решении поставленных задач получены следующие новые результаты:

1. Предложена и обоснована 2D модель p-i-n диода с катодом, шунтированным МОП транзистором физически эквивалентная МОП тиристору в открытом состоянии и до момента необратимого ограничения тока.

2. Проведено моделирование анода с шунтированием. Анод с шунтированием в модели заменяется сплошным анодом с пониженной концентрацией примеси, которая определяется из экспериментальных данных. Обоснована эквивалентность замены шунтированного анода на анод с пониженной инжекцией в модели. Данная модель позволяет хорошо описать концентрацию дырок в области катода.

3. Предложен критерий оценки максимальной управляемой плотности тока в МОП тиристоре на основе разработанной модели, заключающийся в сравнении концентрации свободных электронов с концентрацией примеси акцепторов в Р базе. Данный критерий применим для других типов тиристоров.

4. Предложено использование облучения электронами МОП тиристора для увеличения плотности управляемого тока.

5. Предложена структура траншейного (Trench) МОП тиристора с максимальной управляемой плотностью тока в 1.5 раза выше, чем у аналогичного планарного.

Положения и результаты, выносимые на защиту

1. Для физически эквивалентной модели МОП тиристора возможен статический расчет максимальной управляемой плотности тока, который ранее моделировался только динамически.

2. Сохранение управляемости МОП тиристора при больших плотностях тока в случае меньшего времени жизни носителей связано с тем, что в этом случае концентрация свободных электронов в прикатодной области Р базы не возрастает. Экспериментально это наблюдается как увеличение максимальной управляемой плотности тока при уменьшении времени жизни носителей после облучения.

3. Распределение поля ОПЗ (области пространственного заряда) затвора зависит от геометрии и взаимного расположения N эмиттера и затворного электрода. Увеличение тока дырок в область Р истока приводит к увеличению максимальной управляемой плотности тока МОП тиристора. В этой связи предложена схема нового прибора силовой электроники — траншейного (Trench) МОП тиристора. Усиление влияния поля ОПЗ происходит за счет вертикального расположения затвора и приводит к увеличению максимальной управляемой плотности тока в 1,5 раза.

Практическая ценность работы

Предложена и подтверждена экспериментально простая модель расчета максимального управляемого тока в МОП тиристоре, рассчитываемая статически. На основе предложенной модели разработан и изготовлен экспериментальный МОП тиристор. Достигнуты рекордные показатели плотности управляемого тока 100-150 А/см2, в 1,5-2 раза превышающие описанные в литературе. На основе радиационной модификации проведена оптимизация динамических характеристик МОП тиристора.

Личный вклад автора

Результаты, изложенные в диссертации, получены лично автором, а также и в совместных работах с сотрудниками ИФП СО РАН. Участие в работе каждого сотрудника отражено в совместных публикациях. Данная диссертационная работа планировалась как часть комплексных исследований физических, основ силовой электроники. Они проводились лабораторией физических основ материаловедения кремния ИФП СО РАН под руководством инициатора этих исследований к.ф.-м.н. Попова В.П. Совместно с научным руководителем Поповым В.П. был определен план работы и обсуждались результаты исследований. Личный вклад автора включает разработку технологического маршрута МОП тиристора, проектирование фотошаблонов, авторский надзор за изготовлением на ОАО "Ангстрем", проведение измерений и их интерпретация, построение физической модели и ее расчет. Большая часть публикаций по теме диссертации написана автором после обсуждения результатов с соавторами работ.

Апробация работы

Основные результаты докладывались на конференциях: Materials and Processes for Power Electronic Devices, 5th АРАМ Topical Seminar (Moscow-2001),

E-MRS-2001, Symposium B: Defect Engineering of Advanced Semiconductor Devices (Strasbourg-2001),

Микро- и нано-электроника-2001 (Звенигород-2001),

Совещание по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния

Кремний-2002" (Новосибирск - 2002),

Третья Российская конференция по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе - "Кремний-2003" (Москва - 2003), Шестая Российская конференция по физике полупроводников -"Полупроводники -2003" (С.-Петербург - 2003).

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из 119 страниц машинописного текста и включает в себя введение, три главы, 40 рисунков, 3 таблицы и 113 наименований цитируемой литературы.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах В реферируемых журналах:

1. Чернявский Е.В.,. Попов В.П., Пахмутов Ю.С.,. Красников Ю.И., Сафронов Л.Н., Переходные характеристики МОП тиристоров, облученных электронами, ФТП, 2001, т. 35, вып. 9, с. 1154 -1158 .

2. Chernyavskii, E.V., Popov V.P., Pakhmuxov, Yu.S., Krasnikov, Yu.I., and Safronov L.N., Dynamic and Static Characteristics of MOS Thyristors Irradiated with Electrons, Chemistry for Sustainable Development, 2001, N 9, pp.65-69

3. Chernyavskii, E.V., Popov V.P., Pakhmutov, Yu.S., Mirgorodsky, Yu.N., and Safronov, L.N., A Project of Bipolar Field-Effect Transistor(IGBT) 50A 1800V Manufactured on the Plates of High-Resistance Crucible-Free Silicon with Orientation (100), Chemistry for Sustainable Development, 2001, N 9, pp.71-73

4. Chernyavskii, E.V., Popov V.P., Pakhmutov Yu.S., Krasnikov YuJ., and Safronov L.N., Carrier Lifetime and turn-off current control by electron irradiation of MCT, Nuclear Instruments and Methods in Physic Research B, v.186,2002, pp. 157-160.

5. Чернявский E.B., Попов В.П., Пахмутов Ю.С., Сафронов Л.Н., Траншейный МОП управляемый тиристор, Микроэлектроника, 2002, т. 31, N 5, с. 382 -384.

6. Чернявский Е.В., Попов В.П., Пахмутов Ю.С., Сафронов Л.Н., МОП тиристор — перспективный прибор силовой электроники, Микроэлектроника, 2002, т. 31, N 5, с. 376 - 381.

Труды конференций:

1. Chernyavskii, E.V., Popov, V.P., Pakhmutov, Yu.S., Krasnikov, Yu.I., and Safronov, L.N., MOS Controlled Thyristor 2500 V, in Materials and Processes for Power Electronic Devices, Thesis 5th АРАМ Topical Seminar, 2001, p. 36.

2. E.B. Чернявский, В.П. Попов, Ю.С. Пахмутов, Л.Н. Сафронов, Траншейный МОП управляемый тиристор - перспективный прибор силовой электроники, Микро- и нано-электроника-2001 , тезисы докладов, Т. 2, Р1-7.

3. Е.В. Чернявский, В.П. Попов, Траншейная технология - перспективная технология силовой электроники, Совещание по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния, Кремний - 2002, тезисы докладов, с. 165.

Заключение

В работе изучено влияние поля ОПЗ затвора на максимально управляемый ток МОП тиристоров планарного и траншейного типа.

Показано, что возможен статический расчет максимально управляемого тока МОП тиристора при использовании предложенного критерия оценки в модели p-i-n диода. Данный критерий оценки подтвержден экспериментальными измерениями максимально управляемого тока МОП тиристоров.

Представленная работа проводилась в лаборатории N 10 "Физические основы кремниевого материаловедения" ИФП СО РАН, под руководством к.ф-м.н В .П. Попова. В. П. Попов являющийся соавтором работ, выполненных по теме диссертации, осуществлял руководство работой на всех этапах ее выполнения: при выборе тематики, постановки задачи, поиске путей ее решения, анализе полученных результатов и оформлении публикаций, за что автор ему глубоко признателен.

В работе по теме диссертации принимали участие сотрудники лабораторий ИФП и других организаций. Их вклад состоял в следующем.

JI.H. Сафронов осуществлял расчет диффузионных областей МОП тиристора, принимал участие в разработке технологического маршрута и в обсуждении результатов моделирования.

И.И. Ли принимал участие в разработке технологического маршрута, проектировании фотошаблонов и согласовании технологического маршрута на: АО "Ангстрем"

Ю.С. Пахмутов, начальник отдела силовой электроники АО "Ангстрем", принимал участие в изготовлении МОП тиристора.

Ю.И. Красников разработал установку измерения динамических характеристик МОП тиристора и принимал участие в измерениях.

А.И. Попов принимал участие в измерении характеристик МОП тиристоров при высоком напряжении.

В Л. Ауслендер, зав лабораторией ИЯФ СО РАН, осуществлял руководство облучением МОП тиристоров электронами.

И.С. Швейгерт проводила расчет охранных колец.

Автор выражает глубокую признательность О.А. Наумовой, Н.И. Сумченко за помощь в обеспечении выполнения диссертационной работы и ее оформления.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность к.ф.-м.н. Л.Н. Сафронову и к.т.н. И.И. Ли за интерес к работе и конструктивные замечания.

1. V. А. К. Temple, "MOS controlled thyristors (MCT's)," 1.EE Int. Electron Devices Meeting Digest, IEDM-84,1984, pp. 282-285.

2. B. J. Baliga and H.R. Chang, "The depletion mode thyristor", IEEE Electron Device Lett., v.9,1988,pp. 411-413.

3. B. J. Baliga, "The MOS-Gated Emitter Switched Thyristor", IEEE Electron Device Lett., v. 11,1990, pp. 75-77.

4. A. Aemmer, F. Bauer, J. Burgler, W. Fichtner, S. Muller and P. Roggwiller, "Multi-dimensional simulation of MCT structures", in ISPSD90 Tech. Dig., 1990, pp 20-25.

5. M. Nandakumar, В. J. Baliga, M. S. Shekar, S. Tandon, and A.Reisman, "The base resistance controlled thyristor (BRT): A new MOS-gated power thyristor", IEEE Electron Device Lett., v. 12,1991, pp. 227-229.

6. M.S.Shekar,B.J.Baliga,M.Nandakumar,S.Tandon,andA.Reisman, "Characteristics of the Emitter-Switched Thyristor", IEEE Trans, on Electron Devices, v. 38, No.7,1991, pp. 1619-1623.

7. F. Bauer, H.Haddon, T. Stockmeier, W. Fichtner, R. Vuilleumier, and J. M. Moret, "Optimization of cathode structures for improved perfomance of MOS-controlled thyristors (MCTs)", in MADEP 91,1999, pp. 270-275.

8. M. Nandakumar, B. J. Baliga, M. S. Shekar, S. Tandon, and A.Reisman, "Theoretical and experimmtal characteristics of the base resistance controlledthyristor (BRT)", IEEE Trans, on Electron Devices, v. 39, No.8,1992, pp. 19381944.

9. H. Dettmer, U. Krumbein, H. Lendenmann, S. Muller, W. Fichtner, F. Bauer, K. Lilja and T. Stockmeier, "A comparison of the switching behavior of IGBT and MCT power devices", Proc. of Int. Conf. ISPSD 93,1993, pp,54-59.

10. H. Lendenmann, H. Dettmer, U. Krumbein, W. Fichtner, F. Bauer, and T. Stockmeier, "Approaching homogeneous switching of MCT devices: Experiment and Simulation", Proc. of Int. Conf. ISPSD 93,1993, pp. 66-70.

11. Y. Seki, and N. Iwarmuro, "Dual gate MOS thyristor (DGMOT)", Proc. of Int. Conf. ISPSD 93,1993, pp.159-164.

12. F. Udrea and GA J. Amaratunga, "Analysis of a MOS-controllable thyristor utilizing an inversion layer emitter", Sol. St. Electron., v37, No. 12,1994, pp. 1999-2002.

13. N. Iwamuro, B. J. Baliga, R. Kurlagunda, G. Mann and A.W. Kelly. "Comparisonof RBSOA of ESTs with IGBTs and MCTs", Proc. of Int. Conf. ISPSD 94,1994, pp.195-200.

14. Anup Bhalla, T. Poul Chow and K.C. So,"RECEST: A reverse Channel Emitter Switched Thyristor", Proc. of Int. Conf. ISPSD 95,1995, pp24-28.

15. N. Iwamuro, and B. J.Baliga, "Reverce biased safe operating area of emitter switched thyristors", IEEE Trans, on Electron Devices, v.43,1996, pp. 352-357.

16. J.S. Ajit, "Theoretical and experimental characteristics of the insulated-gate thyristor (IGHT)", IEEE Trans, on Electron Devices, v.44,1997, pp. 481-488.

17. J.S. Ajit, "A new three-terminal thyristor-based high-power switchingconfiguration with high-voltage current saturation", IEEE Electron Dev. Lett.,мv.l8,No.7,1997, pp. 336-339.

18. D. Flores, P. Godington, M. Vellvehi, J. Fernandez, S. Hidalgo, J. Rebollo, and J. Millan,'The IBMCT: a novel MOS-gated thyristor structure", IEEE Electron Dev. Lett., v.l8,No.l, 1997, pp.10-12.

19. F. Sugawara, K. Aoki, H.Yamaguchi, T. Sasaki and H. Fujisaki, "A new lateral MOS-gated thyristor with controlling base-current", IEEE Electron Dev. Lett., v.l8,No.lO, 1997, pp .483-485.

20. D. Flores, J. Fernandez, X. Jorda, J. Rebollo, P. Godington, S. Hidalgo,and and J. Millan, "The dual MOS-gated thyristor structure", Solid-State Electronics, v.42, 1998, pp. 523-529.

21. J. Sakano, H. Kobayashi, and M. Mori,"Large SOA Insulated Gate Controlled Thyristor (IGCT) with p-Base Clamp", Proc. of Int. Conf. ISPSD 98,1998, pp.155-158.

22. T. Iwaana, N. Iwamuro, Y. Harada, Y. Onozawa, and Y. Seki, "Analysis of MCCT's turn-on and short circuit operation", Proc. of Int. Conf. ISPSD 98, 1998,pp.l63-166.

23. Shimung Hu, Rainer Constapel, and Dieter Silber, "CTC: A CMOS Thyristor Cascode", Proc. of Int. Conf. ISPSD 98,1998, pp.159-162.

24. PA. Ivanov, M.E. Levinstein, S.L. Rumyantsev, A.K. Agarwal, and K. W. Palmour, "Turn-off operation of a MOS-gate 2.6 kV 4H-SiC gate turn-off thyristor", Solid-State Electronics, v. 44,2000, pp 2155-2159.

25. I.M. Gordion, Z.S. Gribnikov, VA. Korobov, and V.V. Mitin, "Fast gate turn-off in a merged thyristor-like structure", Solid-State Electronics, v. 44,2000, pp 1723-1732.

26. E.B. Чернявский, В.П. Попов, Ю.С. Пахмутов, Ю.И. Красников, JI.H. Сафронов, "Переходные характеристики МОП тиристоров, облученных электронами", ФТП, т.35, в. 9,2001, с. 1154.

27. Chernyavskii, E.V., Popov, V.P., Pakhmutov, Yu.S., Krasnikov, Yu.I., and Safronov L.N., "Dynamic and Static Characteristics of MOS Thyristors Irradiated with Electrons", Chemistry for Sustainable Development, No.9,2001, pp.65-69.

28. Chernyavskii, E.V., Popov, V.P., Pakhmutov, Yu.S., Krasnikov, Yu.I., and Safronov L.N., "Carrier Lifetime and turn-off current control by electron irradiaton of MCT", Nuclear Instruments and Methods in Physic Research B, v.186,2002, pp. 157-160.

29. E. V. Chernyavskii, V. P. Popov, Yu. S. Pakhmutov, and L. N. Safronov, MOS-Controlled Thyristor: A Study of a Promising Power-Switching Device, Russian Microelectronics, v 31, No. 5,2002, p 318.

30. E. V. Chernyavskii, V. P. Popov, Yu. S. Pakhmutov, and L. N. Safronov, Trench-Gate MOS-Controlled Thyristor: An Evaluation, Russian Microelectronics, v31, No.5,2002,p323.

31. M. S. Adler, V. A. K. Temple, A. P. Ferro, and R. C. Rustay, Theory and breakdown voltage for planar devices with a single field limiting ring, IEEE Trans. Electron Dev., v. 24, No. 2,1977, pp. 107 -113.

32. W. J. Findlay, L. Coulbeck, A. D. Millington, and Z. Q. Lin, Edge terminators for very high voltage IGBT devices, Proc. Power Electron. Moution Control Conf., 1997, pp. 67-71.

33. D. G. Bae, and S. G. Chung, An analytical model for punchthrough limited breakdown voltage of planar junction with multiple floating field limiting rings, Solid State Electron, v. 44,2000, pp. 2109 2116.

34. К. Shenai, A 55 V 02 mOhm/cm2 vertical trench power MOSFET. IEEE Electron Dev. Lett., v.12, No. 3,1991, pp. 108 -110.

35. M. Kitagava, I. Omura, S. Hasegava, T. Inoue, and A. Nakagava, A 4500 injection enhanced insulated gate Bipolar transistor (IEGT) in a mode similar to a thyristor, Proc. IEDM, 1993, pp. 679 682.

36. Solid State Electronics, v38,1995, p2041. 57.S. Eicher, F. Bauer, A. Weber, H.R. Zeller, W. Fitcher, Punchthrough type GTO with buffer layer and homogeneous low efficincy anode structure, Proc. ISPSD,1996, pp. 261-264.

37. F. Bauer, A. Weber, H.R. Zeller, W. Fitcher, Design considerations and characteristics of rugged punchthrough (PT) IGBT's with 4.5 kV blocking capability, Proc. ISPSD, 1996, pp. 327-331.

38. Y. Konishi, Y. Onichi, S. Momota and K. Sakurai, Optimized local lifetime control for the superior IGBT's, Proc. ISPSD, 1996, pp. 335-338.

39. F. Bauer, H. Dettmer, W. Fitcher, H. Lendenmann, T. Stockmeier and U. Thiemann, Design considerations and Chsrscneristics of rugged punchthrough (PT) IGBT's with 45 kV blocking capability, Proc. ISPSD, 1996, pp. 327-330.

40. J. Evans, and G. Amaratunga, The behavior of very high current density power MOSFET's, Proc. ISPSD, 1996, pp. 157-160.

41. J. Fugger, F. Hirler, T. Laska, W. Scholtz, Optimizing the vertical IGBT structure the NPT conceptas the most economic and electrically ideal solution for 1200 V IGBT. Proc. ISPSD, 1996, pp. 169-172.

42. Malay Trivedi, and Krishna Shenai, Modeling the Turn-Off of IGBT's in hadr-and soft-switching applications, IEEE Trans, on Electron. Dev., v.44, No. 5, 1997, pp. 887-894.

43. Ken-ichi Matsuhita, Tsuneo Ogura, Ichiro Omura, Hideaki Ninomiy, and Hiromichi Ohashi, Tail-current-less 45 kV switching device realizing high frequency operation, IEEE Trans, on Electron. Dev., v.44, No. 3,1997, pp. 247249.

44. Omura, T. Ogura, K. Sugiyama, and H. Jhashi, Carrier injection enhancement effect cf high voltage MOS devices device physics and design concept, Proc. ISPSD, 1997, pp. 217 - 220.

45. M. Vermandel, C. De Backere, and A. Van Castler, A high voltage nDMOS structure, in a standart submicron CMOS technology, Proc. ESSDERC, 1998, pp. 508-511.

46. Kazuya Nakayama and Hideo Matsuda, Aspects of conductivity modulation enhancement effect in a 4500 V planar metal oxide semiconductor device and itselectrical characteristics, Jpn. Jomal Appl. Phys, v. 37, No.9A, 1998, pp. 47514757.

47. T.H. Kim, С. M. Yun, S. S. Kim, and H. W. Jang, Characterization of silicon direct bonding methodology for high perfomance IGBT, Proc. ISPSD, v, pp. 185188.

48. T. Trajkovic, F. Udres, G. A. J. Amaratunga, W. I. Milne, S. S. M. Chan, P. R. Wains, J. Thompson, and D. E. Grees, Silicon MOS controlled bipolar power switching devices using trench technology, Int. Jorn. Electron, v. 86, No. 10, 1999, pp. 1153-1168.

49. H. Ohashi, 4500 V trench IEGT's havung superior turn-on switching chsrscteristics, Proc. ISPSD, 2000, pp. 185-189.

50. C. Bassin, H. Ballan, and M. Declerq, High-voltage devices for 0.5 (im standart CMOS technology, IEEE Electron Devices Lett., v. 21, No. 1,2000, pp. 40 42.

51. E. G. Kang, S. H. Moon, and M. Y. Sung, A new trench electrode IGBT having superior electrical characteristics for power 1С systems, Microelectronics Jornal, v. 32,2001, pp. 641-647.

52. G. Kamoulakos, Th. Haniotakis, Y. Tsiatouhas, J. P. Schoellkopf, and A. Arapoyanni, Device simulation of a n-DMOS cell with trech isolation, Microe ectronica Jornal, v. 32,2001, pp. 75-80.

53. J. Lutz and U. Scheuermann, Advantages of new controlled axial lifetime diode, Proc. PCIM, 1994, pp. 277 283.

54. J. Vobecky, P. Hazdra, and . Voves, Accurate simulation of combined electron and ion irradiated silicon devices for local lifetime tailoring, Proc. ISPSD, 1994, ^ pp. 265-270.

55. P. S. Bhave, S. Chavan, and V. N. Bhoraskar, Improvement in switching characterictics of silicon diodes through a selective zone of defects produced by 6 MeV electrons, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research v. B95, 1995, pp. 334-338.

56. M. T. Rahimo, and N. Y. A. Shamas, Emitter design effects on soft/snappy recovery in modern fast power diodes, Proc. ISPSD, 1996, pp. 65-71.

57. J. Lutz, W. Sudkamp, and W. Gerlach, Impatt oscillations in fast recovery diodes-лdue to temporarily charged radiatin-induced deep levels, Solid State Electronics,v. 42, No. 6,1998, pp. 931 938.

58. R. Siemieniec, W. Sudkamp, and J. Lutz, Simulation and experimental results of irradiated power diodes, Proc. EPE, 1999, pp. 688-792.

59. M. T. Rahimo, and N. Y. A. Shamas, Design considerations of the diode effective area with regard to the reverse recovery perfomance, Microelectronics Jornal, v. 30, pp. 499 503,1999.

60. M 100. R. Siemieniec, M. Netzel, W. Sudkamp, and J. Lutz, Temperature dependentproperties of different lifetime kiling technologies on example of fast power diodes, Proc. IETA, 2001.

61. R. Siemieniec, W. Sudkamp, and J. Lutz, Applying device simulation for lifetime-controlled devices, Proc. ICDCS, 2002, pp. D029-1-D029-6.

62. N. Luther-King, M. Sweet, О. Spubler, К. Vershinin, M. M. De Souza, and E. M. S. Narayann, Striped anode engineering: a concept for fast switching powerdevices, Solid State Electron., v. 46,2002, pp. 903-909.

63. П. Тейлор, Расчет и проектирование тиристоров, Москва, Энергоатомиздат, 1990, с.208.

64. W.H. Dodson, R.L. Longini, Probed determination of turn on spread large are thyristors, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-13,1966, pp. 476 482.

65. H. Yamasaki, Experimental observation of the lateral plasma propagation in thyristor, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-22,1975, pp. 65 68.

66. S .Ikeda, T. Araki, The di/dt capability of thyristors, Proc. IEEE, v. 55,1967, pp. 1301-1305.

67. H J. Ruhl, Spreading velocity of the active area boundary in a thyristor, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-17,1970, pp. 672 680.

68. M. Suzuki, N. Sawaki, K. Iwata, and T. Nishinaga, Current distributions at the lateral apreadung of electron hole plasma in a thyristor, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-29,1982, pp. 1222 -1225.

69. M.S. Adler, Details of the plasma spreading process in thyristor, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-27,1980, pp. 475 482.

70. M.S. Adler, VA.K. Temple, The dynamics of the thyristor turn on process, IEEE Trans. Electron. Devices, v. ED-27,1980, pp. 483 494.

71. T. Matsuzama, Spreading velosity of the on state on high speed thyristors, Electrical Engineering in Japan, v.93,1973, pp. 136 -140.

72. C.M. Зи, Физика полупроводниковых приборов, Москва:Энергия, 1973, с.-А 655.

73. Сборник под ред. Л.С.Смирнова, Вопросы радиационной технологии полупроводников, Наука,1980,с.296.