Электрофизические параметры генераторных диодов для создания широкополосного шума

  • Виктор Вячеславович Буслюк Научно-исследовательское унитарное предприятие «СКБ “Запад”», ул. Суворова, 96/1, 224022, г. Брест, Беларусь
  • Илона Юрьевна Нерода Научно-исследовательское унитарное предприятие «СКБ “Запад”», ул. Суворова, 96/1, 224022, г. Брест, Беларусь
  • Александр Николаевич Петлицкий Государственный центр «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы» ОАО «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь
  • Владислав Савельевич Просолович Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Юрий Николаевич Янковский Государственный центр «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы» ОАО «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь
  • Роман Андреевич Лановский Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Исследованы вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики кремниевых диодов – генераторов шума, изготовленных по планарной технологии формирования цилиндрических p–n-переходов малого диаметра (менее 10 мкм) на основе подложек монокристаллического кремния ориентации (111) с удельным сопротивлением r, равным 0,03 Ом ⋅ см (ND102 – ND104), и r, равным 0,005 Ом ⋅ см (ND 201). Глубина p–n-перехода, сформированного диффузией фосфора, составляет ~ 6 мкм. При обратном включении напряжение пробоя для всех диодов возрастает с увеличением температуры измерений, что обусловлено уменьшением длины свободного пробега носителей заряда. Вольт-амперные характеристики при обратном смещении имеют активационный характер. Анализ показал, что во всех случаях зависимость более сильная, чем Iобр. ~ Un, n ≈ 1. Энергия активации данного процесса составляет 0,25– 0,45 эВ. Это характерно для термической ионизации с глубоких примесных центров технологических (фоновых) примесей, таких как Cu и Fe. Вольт-фарадные характеристики очень слабо зависят от температуры, это свидетельствует о том, что концентрация данных центров в области объемного заряда p–n-перехода невелика по сравнению с уровнем легирования. Сделан вывод о том, что лавинный пробой p–n-перехода сильно локализован, носит микроплазменный характер и обусловлен ионизацией технологических примесей, распределенных неоднородно по объему кристалла и составляющих основу микроплазм.

Биографии авторов

Виктор Вячеславович Буслюк, Научно-исследовательское унитарное предприятие «СКБ “Запад”», ул. Суворова, 96/1, 224022, г. Брест, Беларусь

главный инженер

Илона Юрьевна Нерода, Научно-исследовательское унитарное предприятие «СКБ “Запад”», ул. Суворова, 96/1, 224022, г. Брест, Беларусь

инженер-технолог

Александр Николаевич Петлицкий, Государственный центр «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы» ОАО «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; директор

Владислав Савельевич Просолович, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; заведующий научно-исследовательской лабораторией спектроскопии полупроводников кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Юрий Николаевич Янковский, Государственный центр «Белмикроанализ» филиала НТЦ «Белмикросистемы» ОАО «Интеграл», ул. Казинца, 121А, 220108, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории спектроскопии полупроводников кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

Роман Андреевич Лановский, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студент физического факультета

Литература

  1. Anishchenko V. S., Neiman A. B., Moss F., et al. Stochastic resonance: noise-enhanced order. Usp. f iz. nauk. 1999. Vol. 169, No. 1. P. 7–38 (in Russ.). DOI: 10.3367/UFNr.0169.199901c.0007.
  2. Baranovskii O. K., Kuchinskii P. V., Buslyuk V. V., et al. Kremnievye diody – generatory shumovykh impulʼsnykh posledovatelʼnostei. Materialy i struktury sovremennoi elektroniki : materialy II Mezhdunar. konf. (Minsk, 5–6 Oct. 2006). Minsk, 2006. P. 58–61 (in Russ.).
  3. Bulyarskii S. V., Grushko N. S. Generatsionno-rekombinatsionnye protsessy v aktivnykh elementakh [Generation-recombination processes in the active elements]. Mosc., 1995 (in Russ.).
  4. Grekhov I. V., Serezhkin Yu. N. Lavinnyi proboi p – n-perekhoda v poluprovodnikakh [Avalanche breakdown p – n-junction in semiconductors]. Leningr., 1980 (in Russ.).
  5. Shokli U. Problemy, svyazannye s p – n-perekhodami v kremnii [Problems related to p – n-junction in silicon]. Usp. f iz. nauk. 1962. Vol. 77, No. 1. P. 161–196 (in Russ.). DOI: 10.3367/UFNr.0077.196205d.0161.
  6. Zi S. Fizika poluprovodnikovykh priborov [Physics of semiconductor devices] : in 2 vol. Mosc., 1984. Vol. 1 (in Russ.).
  7. Derechenik S. S., Buslyuk V. V., Yankovskii Yu. N., et al. Fluktuatsii lavinnogo toka na neregulyarnostyakh struktur diodnogo tipa [Fluctuations in the avalanche current on the irregularities of the structures of the diode type]. Mezhdunarodnaya konferentsiya, posvyashchennaya 50-letiyu MRTI – BGUIR : materialy konf. (Minsk, 18–19 March 2014). Minsk, 2014. P. 109–112 (in Russ.).
Опубликован
2017-01-23
Ключевые слова: диоды – генераторы шума, электрофизические параметры, микроплазмы
Как цитировать
Буслюк, В. В., Нерода, И. Ю., Петлицкий, А. Н., Просолович, В. С., Янковский, Ю. Н., & Лановский, Р. А. (2017). Электрофизические параметры генераторных диодов для создания широкополосного шума. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 95-99. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/430
Раздел
Физика и техника полупроводников