Создание высокоэффективных теплоотводов на основе поликристаллического алмаза для мощных полупроводниковых приборов
Диссертация
Разработана модель для оценки области тепловыделения гетероструктурных транзисторов и расчет параметров области тепловыделения в мощных полевых транзисторах. Предложена конструкция теплоотводящего основания для снижения внутренних напряжений при соединении материалов с разными значениями температурного коэффициента расширения. Предложен метод предварительной резки ростовой пластины. Исследованы… Читать ещё >
Список литературы
- Королев А. Н., Климова А. В., Красник В. А., Ляпин Л. В., Малыщик В. М., Манченко Л. В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б. Мощные корпусированные внутрисогласованные транзисторы S-, C-, Х- и Ки- диапазонов длин волн. Радиотехника № 3, 2007 г. С.53−56.
- Бабинцев Д.В., Королев А. Н., Климова А. В., Красник В. А., Лапин В. Г., Малыщик В. М., Манченко Л. В., Пчелин В. А., Трегубов В. Б. Язан В.Ю. Мощный твердотельный импульсный усилитель двухсантиметрового диапазона. Радиотехника. № 3. 2007 г. С. 41−42.
- Лапин В.Г., Лукашин В. М., Петров К. И., Темнов А. М. Полевые транзисторы со смещенным затвором. Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. 2011. В.3(510). С. 23 28.
- Кувшинова Н.А., Лапин В. Г. Лукашин В.М., Петров К. И. Мощный полевой транзистор со смещенным к истоку Т-образным затвором. Радиотехника. № 6. 2011 г. С. 21−24.
- Glisson Т.Н., Hauser J.B., Littlejon M.A. et.al. Monte-Carlo simulation of real-space electron transport in GaAs-AlGaAs heterotructures. J.Appl.Phys.1980. V.51.№ 10. P.5445−5449.
- Минаков В.В., Москалюк В. А. Моделирование гетероструктурных полевых транзистров методом частиц. Электронная техника Сер.1. Электроника СВЧ. 1989. № 2 (416). С.29−36.
- Банов Н.А., Рыжий В. И. Микроэлектроника. 1986, т. 15 (6), с. 490−501. Ю. Николаева В. А., Пищалко В. Д., Рыжий В. И., Хренов Г. Ю.,
- Четверушкин Б.Н. Микроэлектроника. 1988. Т. 17 (6). С. 504−510. 11. Чайка В. Е. Техн. Электродинамика. 1985. Вып. 3 № 3, с. 85−91.
- Гарбер Г. З. Квазигидродинамическое моделирование гетероструктурных полевых транзисторов. Радиотехника и Электроника. 2003. Т. 48, № 1. С. 125−128.
- Климова А.В., Лукашин В. М., Пашковский А. Б. Поперечный пространственный перенос в полевых транзисторах на гетероструктурах с селективным легированием и границы применимости квазигидродинамических моделей. ФТП 2009, Т.43, В.1. С.113−118.
- Shur M. Influence of Nonunifirm Field Distribution on Frequency Limits of GaAs Field Effect Transistors. Electronics Letters. 1976, V.12, № 23. P.615−616.
- Кальфа A.A.,.Пашковский А. Б, Тагер A.C. Нелокальные и диффузионные эффекты в полевых транзисторах с субмикронным затвором. Радиофизика. 1985, Т.28. № 12, С. 1583−1589.
- Гарматин А.В. Электронная техника Сер.1. Электроника СВЧ, 1985. № 3 (377). С. 66.
- Blotekjar К. Transport Equations for Electros in Two-Valley Semiconductors. IEEE Trans. Electron. Dev., 1970, V. 17 № 1. P. 38−47.
- Бонч-Бруевич В. JI., Звягин И. П., Миронов А. Г. Доменная электрическая неустойчивость в многодолинных полупроводниках. М., Наука, 1972. С. 66.
- Кальфа A.A., Пашковский А. Б. Пространственный перенос двумерных электронов в структуре металл AlxGal-xAs-GaAs с селективным легированием. ФТП 1990, Т.24. В.З. С.521−526.
- Кальфа A.A., Пашковский А. Б. Пространственный перенос электронов в полевых транзисторах на гетероструктурах с селективным легированием. ФТП 1990. Т.24, В.7. С.1187−1189.
- Кальфа A.A., Пашковский А. Б., Тагер A.C. Влияние поперечного пространственного переноса электронов на высокочастотные характеристики гетероструктурных полевых транзисторов с селективным легированием. Микроэлектроника. 1991 (4). Т. 20. С. 383 391.
- Кальфа A.A. Характеристики гетероперехода в гетероструктуре с селективным легированием. ФТП, 1985, т. 16, В.6, с. 1025−1029.
- Кальфа A.A. ФТП. 1986. Т. 20, В.З. С. 468−471.
- Дудинов К. В., Ипполитов В. М., Климова A.B., Пашковский А. Б., Самсонова И.В.Особенности тепловыделения в мощных полевых транзисторах. Радиотехника, 2007 г. № 3. С. 60−62.
- Бережнова П.В., Лукашин В. М., Ратникова А. К., Пашковский А. Б. Оценка области нелокального тепловыделения в мощных гетероструктурных полевых транзисторах. Электронная техника, Сер. 1, СВЧ-техника, 2007, В.4(492). С. 21 24.
- Духновский М.П., Ратникова А. К., Федоров Ю. Ю. Исследование влияния свойств теплоотводов на тепловое сопротивление карбидокремниевых диодов Шоттки. Электроника и электрооборудование транспорта. 2009. № 5−6. С.43−45.
- Полищук А. Применение карбидокремниевых силовых диодов Шоттки в IGBT инверторах с жестким переключением. Силовая электроника. 2006. № 1. С. 8−12.
- Полищук А. Полупроводниковые приборы на основе карбида кремния настоящее и будущее силовой электроники. Компоненты и технологии. 2004. № 8. С.40−45.
- Воробьев A.A., Галдецкий A.B., Ипполитов В. М. Моделирование теплового режима мощных транзисторов и МИС и новый метод монтажа кристаллов. Материалы 17 Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Т.1. 2007 г. С.67−68.
- Патент 2 172 538 РФ. Теплопроводная прокладка. Аристов В. Ф., Лапин Е. А., Мудрик И.Ф.- приоритет 20.08.2001 г.
- Заявка 93 039 926 РФ. Узел монтажа. Рябовский C.B., Екимов В.В.- приоритет 05.08.1993.
- Заявка 94 011 963 РФ. Теплопроводящая прокладка. Щепетов А.П.- приоритет 05.04.1994.
- Патент 2 201 659 РФ. Устройство, состоящее из подложки для мощных компонентов электрической схемы и теплоотвода, а также способ изготовления такого устройства. Вебер Б., Хофзэсс Д., Бутшкау В., Дитрих Т., Шифер П.- приоритет 12.06.1998.
- Патент 5 954 882 США. Plasma reactor. Wild et al.- приоритет 21.09. 1999 г.
- Берри Р. Тонкопленочная технология. М., Энергия, 1972.
- Патент 2 407 106 РФ. Мощный полупроводниковый прибор. Духновский М. П., Ратникова А. К., Федоров Ю.Ю.- приоритет от 03.08.2009 г.
- ГОСТ В 28 146−89. Испытания мощных полевых биполярных транзисторов.
- Вяхирев В.Б., Духновский М. П., Ратникова А. К., Федоров Ю. Ю. Изолирующие теплоотводы на основе CVD-алмаза для силовой электроники. Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника, 2009. Вып. 3 (502). С. 36−40.
- Teasdale К. Введение в качество и надежность МОП ПТ. Силовые полупроводниковые приборы. Пер. с английского под ред. В. А. Токарева. Воронеж. 1995. С. 424−447.
- Патент 2 357 001 РФ. Способ получения изделий из поликристаллического пластин алмаза. Духновский М. П., Кудряшов О. Ю., Леонтьев И. А., Ратникова А. К., Федоров Ю.Ю.- приоритет 25.08.2007 г.
- Ланин В., Телеш Е. Алмазные теплоотводы для изделий электроники повышенной мощности. Силовая электроника, № 3. 2008. С. 120−124.
- Вавилов B.C. Алмаз в твердотельной электронике. Успехи физических наук. Том 167, № 1. 1997. С. 17−22.
- May P.W. Diamond Thin Films: A 21-st Century Material. Phil. Trans. R. Soc. bond. A. 358 (2000) P.473−495.
- Пыхтунова А.И., Шарапежникова Н. И. Активные полупроводниковые приборы на основе алмаза. Обзоры по электронной технике. Серия 1. СВЧ-техника. М., ФГУП «НПП «Пульсар», 2007. С.7−10.
- Федосеев Д.Ф. Алмазные и алмазоподобные пленки. Алмаз в электронной технике: Сб. ст. Отв. ред. В. Б. Квасков. М.: «Энергоатомиздат», 1990. С. 171−175.
- Ashfold M.N.R., May P.W. Diamond Chemical Vapour Deposition. Chemistry and Industry (London), № 13. 1997. P. 505−508.
- Бланк В .Д., Дубицкий Г. А., Кульбачинский В. А., Буга С. Г., Кречетов A.B., Семёнова Е. Е., Кытин В. Г. Поликристаллические алмазные порошки и пленки. Российский химический журнал. Т. XLVIII, № 5. 2004. С.90−96.
- Снегирёв В.П., Юхин А. Ф., Ноздрина К. Г., Хапланова З. И., Погорелова Э. В., Непша В. И. Лавинно-пролётный диод миллиметрового диапазона длин волн с алмазным теплоотводом. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. Вып. 5 (389). 1986. С.41−46.
- Паращук В.В., Беляева А. К., Баранов В. В., Телеш Е.В., By Зоан Мьен, By Ван Лук, Фан Ван Чыонг. Оптимизация тепловых режимов диодных лазеров. Известия Томского политехнического университета. Том 315. № 4.2009. С. 137−141.
- Аверин В.В., Гудкова Н. Б., Мицук Е. В., Темнов A.M. Модернизация бескорпусных диодов СВЧ. Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника, 2007. Вып. 1 (489). С. 46−49.
- Сидоров В. Корпуса СВЧ-транзисторов на основе полиалмаза и алюмонитридной керамики. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. № 4. 2007.Стр.77−78.
- Ральченко В.Г., Конов В.И. CVD-алмазы. Применение в электронике. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. № 4. С.58−67.
- Алтухов А.А., Любченко В. Е., Митягин А. Ю., Поморцев Л. А. Алмаз -перспективный материал для наноэлектроники. Инженерная физика.2003.№ 5. С. 51−58.
- Галкина Т.И., Клоков А. Ю., Шарков А. И., Хмельницкий Р. А., Гиппиус А. А., Дравин В. А., Ральченко В. Г., Савельев А. В. Болометрический приемник, встроенный в объём поликристаллического CVD-алмаза. Физика твердого тела. 2007. Том.49. Вып.4.С. 621−626.
- Ткаченко В.И., Квасков В. Б. Электронные приборы на основе алмаза. Алмаз в электронной технике: Сб. ст./ Отв. ред. В. Б. Квасков. М.: «Энергоатомиздат», 1990. С.22−33.
- Ральченко В.Г., Конов В. И., Леонтьев И. А. Свойства и применения поликристаллических алмазных пластин. Сборник трудов 7-й Международной научно-технической конференции «Высокие Технологии в Промышленности России» МГУ. 2001. С. 246−253.
- Патент № 5 711 698 США. Method of synthetic diamond ablation with an oxygen plasma and synthetic diamonds etched accordingly. Rabindra N. Chakraborty et al.- приоритет 27.01.1998
- Патент 6 302 768 США. Method for polishing surface of vapor-phase synthesized thin diamond film. Adachi M.- приоритет 16.10. 2001
- Патент 2 111 104 РФ. Способ шлифовки и полировки минеральных объектов. Радько Л. В.- приоритет 20.05.1998
- Патент 2 369 473 РФ. Способ полирования поверхности поликристаллических алмазов. Ашкинази Е. Е., Ральченко В. Г., Конов В. И., Гершман И. С.- приоритет 29.01.2008
- Шамаев П. П., Григорьева А. С., Ботвин В. В. О термохимических методах обработки алмазов с новых позиций. Наука и техника в Якутии. № 1, 2002. С. 27−29.
- Духновский М.П., Королев А. Н., Ратникова А. К., Рожков С. Е., Федоров Ю. Ю. Термическая шлифовка пластин CVD-алмаза для теплоотводов мощных полупроводниковых приборов. Электроника и электрооборудование транспорта. № 6. 2008. С.25−28.
- Ратникова А.К. Теплоотводящие подложки на основе поликристаллического CVD-алмаза. Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. Вып. 3 (510). 2011. С. 76−86.
- Патент 5 451 430 США. Method for enhancing the toughness of CVD diamond. Anthony et al.- приоритет 19.09.1995.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В ЗТ.: T. l/Под общ. Ред. Н. П. Лякишева. М.: Машиностроение. 1996 г.
- ГОСТ 2789–73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения.73 .Методика выполнения измерений параметров шероховатости поверхности при помощи приборов профильного метода.
- Патент 6 723 420 США. Thick film paste systems for circuits on diamond substrates. Petkie, Ronald- приоритет 20.04.2004.
- Патент 6 114 256 США. Stable metallization for diamond and other materials. Bachli, Andreas, Kolawa et al- приоритет 05.09.2000.
- Патент 5 853 888 США. Surface modification of synthetic diamond for producing adherent thick and thin film metallization for electronic packaging. Dutta, Indranath et al- приоритет 29.12.1998.
- Патент 5 346 719 США. Tungsten metallization of CVD diamond. Zarnoch, Kenneth P. et al- приоритет 13.09.1994.
- Патент 6 348 240 США. Methods for and products of modification and metallization of oxidizable surfaces, including diamond surfaces, by plasma oxidation. Calvert, Jeffrey M. et al- приоритет 19.02.2002.
- Ротнер Ю.М., Ротнер C.M. Поликристаллические алмазы в электронной технике. Алмаз в электронной технике: Сб. ст. Отв. ред. В. Б. Квасков. М.: «Энергоатомиздат», 1990. С. 186−200.
- Жукова Г. А., Мордкович В. Н., Щербина С. М. Влияние ионной бомбардировки на адгезионные свойства границы раздела металлическая плёнка подложка. Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. Вып. 5 (178). 1985. С. 69−72.
- Зайцев A.M. Ионная имплантация в полупроводники со сверхпрочной ковалентной связью. Алмаз в электронной технике: Сб. ст. Отв. ред. В. Б. Квасков. М.: «Энергоатомиздат», 1990. С. 211−227.
- Патент 2 285 977 РФ. Металлизированная пластина алмаза и способ её изготовления. Духновский М. П., Крысов Г. А., Ратникова А.К.- приоритет 21.03.2005 г.
- Духновский М.П., Крысов Г. А., Ратникова А. К. Металлизация пластин из искусственного CVD-алмаза. Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. Вып. 1(494).2008. С. 3−7.
- Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: «Металлургия», 1990.
- Буренков А.Ф., Комаров Ф. Ф., Кумахов М. А., Тёмкин М. М. Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей. Минск: Изд-во БГУ, 1980.
- ГОСТ 28 840–90. Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования.
- Патент 2 131 805 РФ. Способ получения поликристаллического изделия. Гордеев С. К., Жуков С. Г., Данчукова Л. В., Экстрем Т.- приоритет 20.06.1999.
- Патент 2 151 126 РФ. Конструкционный материал. Гордеев С. К., Жуков С. Г., Данчукова Л. В., Экстрем Т.- приоритет 20.06.2000.
- Патент № 2 206 502 РФ. Композиционный материал. Гордеев С. К., Данчукова Л. В., Экстрем Т., Клоуб К.- приоритет 27.10.2002.
- Патент 4 339 304 США. Method of treating diamond. Grigoriev, et al- приоритет 13.07.1982.
- Патент 2 402 509 РФ. «Способ обработки поверхности детали из композиционного материала алмаз-карбид кремния кремний». Духновский М. П., Федоров Ю. Ю., Ратникова А. К., Гордеев С. К., Корчагина С.Б.- приоритет 26.05.2009.
- Духновский М.П., Веденеев A.C., Гудков В. А., Ратникова А. К., Рыльков В. В., Федоров Ю. Ю., Бугаев A.C. Наноструктурированные слои анодного оксида алюминия на изолирующих подложках. Радиотехника и электроника. Том 56. № 12. 2011. С. 1−5.
- Духновский М.П., Петров К. П., Ратникова А. К., Федоров Ю. Ю., Кудряшов О. Ю., Леонтьев И. А., Михальченков А. Г., Темирязева М.П.
- May P.W., Tsai H.Y., Wang W.N., Smith J.A. Deposition of CVD-diamond onto GaN. Diam. Relat. Maters. 15 (2006). P. 526−530.
- Georgakilas A., Tsiakatouras G., Ajagunna A.O., Tsagaraki K., Androulidaki M. High quality (0001) GaN films grown on diamond substrates by molecular beam epitaxy, ibid, paper K4. P. 445−446.
- Dreumel G.W.G. van, Bohen Т., Buijnsters J.G., Meulen J.J. ter, Hageman P.R., Enckevort W.J.P. van, Vlieg E. Oriented growth of GaN on diamond substrates, ibid, paper MP 18. P. 130−131.
- Донсков A.A., Дьяконов Л. И., Говорков A.B., Козлова Ю. П., Малахов С. С., Марков А. В., Меженный М. В., Павлов В. Ф., Поляков А.Я.,
- ЮЗ.Ивакин Е. В., Суходолов A.B., Ральченко В. Г., Власов A.B., Хомич A.B. Измерение теплопроводности поликристаллического CVD-алмаза методом импульсных динамических решеток. Квантовая электроника. Т.32. Вып. 4. 2002. С. 367−372.
- Ю4.Ральченко В. Г., Савельев A.B., Попович А. Ф., Власов И. И., Воронина C.B., Ашкинази Е. Е. Двухслойные теплоотводящие диэлектрические подложки алмаз нитрид алюминия. Микроэлектроника. Том 35. № 4. 2006. С. 243−247.
- Клоков А.Ю., Аминев Д. Ф., Шарков А. И., Ральченко В. Г., Галкина Т. И. Тепловые параметры слоев и границ раздела в структурах кремний на алмазе. Физика твердого тела. Том 50. Вып. 12. 2008. С.2167−2173.
- Образцов А.Н., Павловский И. Ю., Окуши X. Ватанабе X. Влияние структурных особенностей на теплопроводность поликристаллических алмазных пленок. Физика твердого тела. Том 40. № 7. 1998. С. 1221−1225.
- Патент 2 149 388 РФ. Способ контроля теплофизических характеристик материалов // Клебанов М. Г., Фесенко А.И.- приоритет 10.08.1996.
- ОСТ 11 0944−96. Методы измерения теплового сопротивления транзисторов, основанные на косвенных способах измерения температуры (раздел 5, методы 4,5,6).
- Тушинский Л.И., Плохов A.B. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: «Наука». 1986.