RU2531551C2 - Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic - Google Patents

Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic Download PDF

Info

Publication number
RU2531551C2
RU2531551C2 RU2011136396/28A RU2011136396A RU2531551C2 RU 2531551 C2 RU2531551 C2 RU 2531551C2 RU 2011136396/28 A RU2011136396/28 A RU 2011136396/28A RU 2011136396 A RU2011136396 A RU 2011136396A RU 2531551 C2 RU2531551 C2 RU 2531551C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
epitaxial
layer
gaas
acceptor
concentration
Prior art date
Application number
RU2011136396/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011136396A (en
Inventor
Виктор Евгеньевич Войтович
Александр Иванович Гордеев
Анатолий Николаевич Думаневич
Виталий Львович Крюков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб")
Priority to RU2011136396/28A priority Critical patent/RU2531551C2/en
Publication of RU2011136396A publication Critical patent/RU2011136396A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531551C2 publication Critical patent/RU2531551C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to semiconductor devices. A multi-epitaxial structure of a double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic compounds comprises a heavily doped monocrystalline substrate of p+-type conductivity, with differential concentration of acceptor and donor dopants of not more than 3·1018 cm-3 and thickness of not more than 200 mcm, an epitaxial GaAs layer made thereon, having p-type conductivity with thickness of not more than 5.0 mcm and differential concentration of donor and acceptor dopants which varies from concentration in the substrate to values of not more than 2,22 10 11 c m 3 ,
Figure 00000005
an epitaxial GaAs i-layer with thickness of 5-100 mcm having p-n-junction type conductivity and a space-charge region, and an inner-lying multi-epitaxial metal junction area, and an epitaxial GaAs layer on a p-n junction epitaxial i-layer, having n+-type conductivity with differential concentration of acceptor and donor dopants in the surface layer of not less than 1·1017 cm-3 and thickness of not less than 0.1 mcm.
EFFECT: invention prevents forward potential drop, increases forward biasing current and operating speed.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, в частности к конструированию сильноточных ультрабыстровосстанавливающихся (Ultrafast Recovery diodes - UFRED) и гипербыстровосстанавливающихся (Hyperfast Recovery diodes - Hyper-FRED) высоковольтных диодов с низкими прямыми падениями напряжения, высокой рабочей температурой, низкими временами восстановления тока обратного переключения. В высокочастотных корректорах коэффициента мощности высокочастотных источников вторичного электропитания, в частотнорегулируемом электроприводе, в ВЧ выпрямителях и других устройствах применяются быстровосстанавливающиеся диоды на основе арсенида галлия (GaAs) с конструктивным исполнением по типу диодов Шоттки или биполярных диодов, выполненные на эпитаксиальном GaAs материале с биполярным диффузионным или диффузионно-дрейфовым механизмом переноса носителей заряда. Диоды Шоттки на основе арсенида галлия (GaAs) выпускаются фирмой IXYS (США) (www.ixys.com) и фирмой ТТ Electronics Semelab (www.semelab.com). Данные диоды имеют значительные ограничения максимально допустимых токов (≤50 А/чип), напряжений (до 250÷300 В) из-за структурных несовершенств применяемых MOCVD эпитаксиальных структур GaAs и, как следствие, невысокой надежности перехода барьер Шоттки - полупроводник; другим серьезным ограничением является достаточно высокая барьерная емкость Шоттки-перехода, ограничивающая частотный потолок коммутации данных диодов и, следовательно, ограничение применяемости в высокочастотных преобразователях.The invention relates to the field of semiconductor devices, in particular, to the design of high-current ultrafast recovery diodes (UFRED) and hyperfast recovery diodes (Hyper-FRED) high-voltage diodes with low forward voltage drops, high operating temperature, low recovery times for reverse switching current. In high-frequency power factor correctors for high-frequency secondary power sources, in a frequency-controlled electric drive, in RF rectifiers and other devices, fast-recovery gallium arsenide (GaAs) diodes are used with a design similar to Schottky diodes or bipolar diodes made on epitaxial bipolar or GaAs material diffusion-drift mechanism of charge carrier transfer. Schottky diodes based on gallium arsenide (GaAs) are manufactured by IXYS (USA) (www.ixys.com) and TT Electronics Semelab (www.semelab.com). These diodes have significant limitations on the maximum allowable currents (≤50 A / chip), voltages (up to 250 ÷ 300 V) due to structural imperfections of GaAs epitaxial structures used by MOCVD and, as a consequence, the low reliability of the Schottky-semiconductor transition; Another serious limitation is the rather high Schottky-junction barrier capacitance, which limits the switching frequency ceiling of these diodes and, therefore, the applicability in high-frequency converters.

Наиболее близким техническим решением является структура кристалла силового диода на основе соединения арсенида галлия, изложенная в патенте United States Patent №5,733,815, Mar. 31, 1998, авторы Г.А. Ашкинази и др. [1]. Кристалл силового диода, приведенного в вышеуказанном авторском свидетельстве, (анодная часть), содержит монокристаллическую подложку из арсенида галлия р+-типа проводимости, однородно легированную цинком с концентрацией свыше 5×1018 см-3. На указанную монокристаллическую подложку методом жидкостной эпитаксии наносятся слои p- и n-типов из арсенида галлия, при этом p-типа проводимости эпитаксиальный слой имеет толщину не менее 10 мкм, а n-типа эпитаксиальный слой (катодная часть) - толщину не менее 15 мкм. Между эпитаксиальными слоями p- и n-типов проводимости находится область с разностной концентрацией акцепторных и донорных примесей менее чем 1012 см-3, разностная концентрация акцепторной и донорной примесей в эпитаксиальном слое p-типа проводимости, в данном случае цинка, плавно уменьшается от значения 5·1018 см-3, на границе раздела монокристаллическая подложка - эпитаксиальный слой до значения разностных концентраций акцепторных и донорных примесей менее чем 1012 см-3. Далее располагается эпитаксиальная i-область толщиной 3÷70 мкм с разностной концентрацией донорной и акцепторной примеси менее чем 1012 см-3, и на эту область создается в едином технологическом процессе эпитаксиальный слой (катодной части) n-типа толщиной не менее 15 мкм, с плавным увеличением разностной концентрации от 1012 см-3 до значений 1,0·1016 см-3. Ограничение разностной концентрации донорной и акцепторной примеси значением 1016 см-3 связано, по мнению авторов [1], с резким увеличением плотности дислокаций кристаллической решетки GaAs эпитаксиального, приводящих к значительному уменьшению обратного напряжения.The closest technical solution is the crystal structure of a power diode based on gallium arsenide compounds described in United States Patent No. 5,733,815, Mar. 31, 1998, authors G.A. Ashkinazi et al. [1]. The crystal of the power diode shown in the above copyright certificate (anode part) contains a single-crystal substrate of p + gallium arsenide of conductivity uniformly doped with zinc with a concentration of more than 5 × 10 18 cm -3 . The p-type and n-type layers of gallium arsenide are deposited onto the specified single-crystal substrate by liquid epitaxy, while the p-type conductivity of the epitaxial layer has a thickness of at least 10 μm, and the n-type epitaxial layer (cathode part) has a thickness of at least 15 μm . Between the epitaxial layers of p- and n-types of conductivity there is a region with a difference concentration of acceptor and donor impurities of less than 10 12 cm -3 , the difference concentration of acceptor and donor impurities in the p-type epitaxial layer, in this case zinc, gradually decreases from the value 5 · 10 18 cm -3 , at the interface, the single crystal substrate is the epitaxial layer to a difference concentration of acceptor and donor impurities of less than 10 12 cm -3 . Next, there is an epitaxial i-region 3–70 μm thick with a difference concentration of donor and acceptor impurities of less than 10 12 cm -3 , and an epitaxial layer (cathode part) of n-type with a thickness of at least 15 microns is created in this single process with a smooth increase in the differential concentration from 10 12 cm -3 to values of 1.0 · 10 16 cm -3 . The limitation of the difference concentration of the donor and acceptor impurities to 10 16 cm –3 is due, according to the authors of [1], to a sharp increase in the dislocation density of the epitaxial GaAs crystal lattice, which leads to a significant decrease in the reverse voltage.

Внутри i-области находится металлургический p-n переход с разностной концентрацией донорной и акцепторной примеси менее чем 1012 см-3. Ширина указанной области составляет в конкретном случае [1] при максимальных обратных напряжениях 200÷700 В - 3÷15 мкм, 700÷1500 В - 30÷50 мкм, 1500÷2000 В - 40÷60 мкм.Inside the i-region is a metallurgical pn junction with a difference concentration of donor and acceptor impurities of less than 10 12 cm -3 . The width of this region is in the specific case [1] at maximum reverse voltages 200 ÷ 700 V - 3 ÷ 15 μm, 700 ÷ 1500 V - 30 ÷ 50 μm, 1500 ÷ 2000 V - 40 ÷ 60 μm.

Указанное техническое решение [1] имеет ряд противоречивых требований и недостатков:The specified technical solution [1] has a number of conflicting requirements and disadvantages:

1). «…максимальное значение разностной концентрации в эпитаксиальном слое n-типа, которое имеет место на поверхности диода, не должно превышать величину 1016 см-3, в противном случае за счет повышения плотности дислокаций обратное напряжение уменьшается». [1]one). "... the maximum value of the difference concentration in the n-type epitaxial layer that occurs on the surface of the diode should not exceed 10 16 cm -3 , otherwise, due to an increase in the density of dislocations, the reverse voltage decreases." [one]

Но известно, что при поверхностной концентрации на эпитаксиальных или монокристаллических подложках GaAs n-типа меньше чем 1018 см-3 создать хороший омический контакт или невыпрямляющий контакт с низким значением паразитного сопротивления чрезвычайно сложно, скорее невозможно, а это противоречит формуле и конструкции известного решения [1], направленного на увеличение максимальных токов на единицу площади GaAs диода.But it is known that at a surface concentration of n-type GaAs epitaxial or single-crystal substrates less than 10 18 cm -3 it is extremely difficult to create a good ohmic contact or non-rectifying contact with a low parasitic resistance, but this is impossible, but this contradicts the formula and design of the known solution [ 1], aimed at increasing the maximum currents per unit area of the GaAs diode.

2). Наличие плавно спадающей концентрации акцепторной примеси в решении [1], в данном случае цинка, в эпитаксиальном слое p-типа от значений 5·1019 см-3 до 1012 см-3 от границы раздела до области с разностной концентрацией 1012 см-3 не является гарантией резкого снижения плотности дислокаций в слое p-типа проводимости, что влияет на уровень дислокаций в области между p и n эпитаксиальными слоями с разностной концентрацией в 1012 см-3, а это влияет на максимально допустимые обратные напряжения. Чем выше содержание акцепторной примеси (Zn) в p+-подложке, тем выше уровень дефектности подложки.2). The presence of a smoothly decreasing concentration of the acceptor impurity in the solution [1], in this case zinc, in the p-type epitaxial layer from values of 5 · 10 19 cm -3 to 10 12 cm -3 from the interface to the region with a difference concentration of 10 12 cm - 3 is not a guarantee of a sharp decrease in the density of dislocations in a p-type conductivity layer, which affects the level of dislocations in the region between p and n epitaxial layers with a difference concentration of 10 12 cm -3 , and this affects the maximum allowable reverse stresses. The higher the content of acceptor impurity (Zn) in the p + substrate, the higher the level of imperfection of the substrate.

3). Указанное в известном решении [1] ограничение объемной разностной концентрации донорной и акцепторных примесей в эпитаксиальном слое n-типа значением 1,5·1015 см-3÷1,0·1016 см-3 и, следовательно, необходимой толщины высокоомного эпитаксиального слоя n-типа проводимости, из-за значительных величин ширины области пространственного заряда, приводит к резкому снижению возможности создания высокоэффективных быстродействующих, с гипермалыми временами восстановления обратного тока GaAs диодов (<50 наносек), в частности, в диапазоне рабочих напряжений 600÷800 В для создания однофазных ультрабыстрых и гипербыстрых диодных мостов и полумостов для высокочастотных преобразователей с частотой коммутации до 2,0 МГц, а также однофазных инверторов, построенных на основе комбинированных высокоскоростных ключей в GaAs диодами.3). The limiting volumetric difference concentration of donor and acceptor impurities in the n-type epitaxial layer specified in the known solution [1] is 1.5 · 10 15 cm -3 ÷ 1.0 · 10 16 cm -3 and, therefore, the required thickness of the high-resistance epitaxial layer n-type conductivity, due to the significant width of the space-charge region, leads to a sharp decrease in the possibility of creating highly efficient high-speed, with hyper-small recovery times for reverse current GaAs diodes (<50 nanoseconds), in particular, in the operating voltage range 600 ÷ 800 for creating ultra-phase diode bridge and giperbystryh and half-bridges for high-frequency converters with a switching frequency to 2.0 MHz, and the single-phase inverters that are based on the combined high-keys in GaAs diodes.

4). Наличие толстого высокоомного и эпитаксиального слоя n-типа в указанном известном решении [1] является исключительно важным фактором, ограничивающим быстродействие данной p-i-n GaAs структуры и снижением эффективности инжекции носителей заряда p-i-n GaAs структуры.four). The presence of a thick high-resistance and epitaxial n-type layer in the known solution [1] is an extremely important factor limiting the performance of this p-i-n GaAs structure and reducing the efficiency of carrier injection of p-i-n GaAs structures.

Техническим результатом данного изобретения является:The technical result of this invention is:

- снижение прямого падения напряжения вольт-амперной характеристики;- reduction of direct voltage drop of the current-voltage characteristics;

- резкое повышение плотности тока прямого включения;- a sharp increase in direct current current density;

- повышение быстродействия до уровня нескольких десятков наносекунд.- increased performance to the level of several tens of nanoseconds.

Технический результат достигается тем, что в известном решении [1] исключается высокомный n-типа эпитаксиальный слой, примыкающий к i-области, а взамен его вводятся эпитаксиальные высоколегированные n+-типа проводимости слои из соединений GaAs или комбинаций GaAs и AlGaAs (соединений алюминия, галлия и мышьяка), легированные такими примесными атомами, образующими донорные уровни, как кремний (Si), теллур (Те), олово (Sn), с уровнем легирования на несколько порядков выше, чем в примыкающей к ним i-области.The technical result is achieved by the fact that in the known solution [1] a high n-type epitaxial layer adjacent to the i-region is eliminated, and epitaxial highly doped n + -type conductivity layers from GaAs compounds or GaAs and AlGaAs combinations (aluminum compounds, gallium and arsenic) doped with such impurity atoms forming donor levels as silicon (Si), tellurium (Te), tin (Sn), with a doping level several orders of magnitude higher than in the i-region adjacent to them.

Решение данной задачи заключается в том, что, в отличие от известного решения силового GaAs диода [1], содержащего высоколегированную монокристаллическую GaAs подложку 1 p+-типа проводимости с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей ≥5·1018 см-3, на которой последовательно выполнены: эпитаксиальный GaAs слой p-типа проводимости 2 с изменяющейся разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей от 5·1018 см-3 до разностной концентрации не более чем 1012 см-3 и толщиной не менее 10 мкм; p-n - переходный эпитаксиальный GaAs i-слой 3 толщиной 3÷70 мкм с областью пространственного заряда и внутренним мультиэпитаксиальным металлургическим p-n переходом с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не более чем 1012 см-3; высокоомный эпитаксиальный GaAs слой n-типа проводимости 4 с изменяющейся разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей от уровня на границе раздела с p-n переходным i-слоем до уровня 1016 см-3 и толщиной не менее 15 мкм, выполнено следующее:The solution to this problem lies in the fact that, in contrast to the well-known solution of the GaAs power diode [1], which contains a highly doped single-crystal GaAs substrate of 1 p + conductivity type with a difference concentration of acceptor and donor dopants of ≥5 · 10 18 cm -3 , which has been successively performed: epitaxial GaAs p-type layer of conductivity 2 with a varying differential concentration of acceptor and donor dopants from 5 · 10 18 cm -3 to a differential concentration of not more than 10 12 cm -3 and a thickness of not less than 10 microns; pn — transition epitaxial GaAs i-layer 3 with a thickness of 3–70 μm with a space charge region and an internal multi-epitaxial metallurgical pn junction with a difference concentration of acceptor and donor dopants of not more than 10 12 cm –3 ; a high-resistance epitaxial GaAs layer of n-type conductivity 4 with a varying difference concentration of acceptor and donor dopants from the level at the interface with the pn transition i-layer to a level of 10 16 cm -3 and a thickness of at least 15 μm, the following is fulfilled:

- высоколегированная монокристаллическая GaAs подложка 1 p+-типа проводимости имеет разностную концентрацию акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 3·1018 см-3 и толщину не менее чем 200 мкм;- a highly doped single-crystal GaAs substrate of 1 p + conductivity type has a differential concentration of acceptor and donor dopants of at least 3 × 10 18 cm -3 and a thickness of at least 200 μm;

- эпитаксиальный слой 2 p-типа проводимости имеет толщину не менее 5,0 мкм и содержит изменяющуюся разностную концентрацию акцепторной и донорной легирующих примесей от значений концентрации легирующих примесей в монокристаллической p+-типа проводимости GaAs подложке до значений не более чем

Figure 00000001
(*3начение корня квадратного от количества атомов в 1,0 см3 арсенида галлия);- the p-type conductivity epitaxial layer 2 has a thickness of at least 5.0 μm and contains a varying differential concentration of acceptor and donor dopants from the concentration of dopants in the single-crystal p + type conductivity of the GaAs substrate to values no more than
Figure 00000001
(* 3 the value of the square root of the number of atoms in 1.0 cm 3 gallium arsenide);

- p-n переходный по типу проводимости эпитаксиальный GaAs i-слой 3, имеющий толщину 5,0÷100 мкм, содержащий область пространственного заряда и внутрирасположенную мультиэпитаксиальную металлургическую переходную зону с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей в мультиэпитаксиальной металлургической переходной зоне меньше либо равной

Figure 00000002
;- pn conductive transition epitaxial GaAs i-layer 3, having a thickness of 5.0 ÷ 100 μm, containing a space charge region and an intra-located multi-epitaxial metallurgical transition zone with a difference concentration of acceptor and donor dopants in the multi-epitaxial metallurgical transition zone less than or equal to
Figure 00000002
;

- из конструкции известного решения [1] p-i-n GaAs диода исключается высокоомный эпитаксиальный GaAs слой 4 n-типа проводимости, выполненный на i-эпитаксиальном слое 3 с изменяющейся разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей от концентрации примесей на границе раздела с i-переходным слоем 3 до 1016 см-3 и толщиной не менее 10 мкм;- the high-resistance epitaxial GaAs layer 4 of n-type conductivity made on the i-epitaxial layer 3 with a varying difference concentration of acceptor and donor dopants from the concentration of impurities at the interface with the i-transition layer 3 is excluded from the design of the known solution [1] pin GaAs diode up to 10 16 cm -3 and a thickness of at least 10 microns;

- взамен высокоомного эпитаксиального GaAs слоя 4 n-типа проводимости вводится одно из двух последующих конструктивно-технологических решений:- instead of the high-resistance epitaxial GaAs layer 4 of the n-type conductivity, one of the two following structural and technological solutions is introduced:

1) высоколегированный эпитаксиальный GaAs слой 5 n+-типа проводимости с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей в приповерхностном слое не менее чем 1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм;1) a highly doped epitaxial GaAs layer of 5 n + -type conductivity with a differential concentration of acceptor and donor dopants in the surface layer of at least 10 17 cm -3 and a thickness of at least 0.1 μm;

2) или - два последовательных высоколегированных n+-типа проводимости эпитаксиальных слоя: GaAs буферного эпитаксиального слоя 5 с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм и AlGaAs слоя 6 с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 3·1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм;2) or - two consecutive high-doped n + -type conductivity of the epitaxial layer: GaAs buffer epitaxial layer 5 with a differential concentration of acceptor and donor dopants of at least 10 17 cm -3 and a thickness of at least 0.1 μm and AlGaAs layer 6 with a difference a concentration of acceptor and donor alloying impurities of not less than 3 · 10 17 cm -3 and a thickness of not less than 0.1 microns;

На Фиг.1 показано известное решение прототипа [1], где приводятся профили распределения легирующих акцепторной и донорной примесей в GaAs p-i-n структуре, где показаны:Figure 1 shows the known solution of the prototype [1], which shows the distribution profiles of the doping acceptor and donor impurities in the GaAs p-i-n structure, which shows:

- монокристаллическая сильнолегированная GaAs подложка 1 p+-типа проводимости с концентрацией акцепторной примеси 5·1019 см-3 толщиной не менее 300 мкм;- single-crystal heavily doped GaAs substrate of 1 p + conductivity type with an acceptor impurity concentration of 5 · 10 19 cm -3 with a thickness of at least 300 μm;

- GaAs эпитаксиальный p-типа проводимости слой 2 с меняющейся концентрацией акцепторной примеси от 5·1019 см-3 до 1012 см-3 и менее и имеющий толщину не менее 10 мкм;- GaAs p-type epitaxial conductivity layer 2 with a varying acceptor impurity concentration from 5 · 10 19 cm -3 to 10 12 cm -3 or less and having a thickness of at least 10 μm;

- p-n-переходный эпитаксиальный GaAs i-слой 3 толщиной 3÷70 мкм, содержащий металлургический переход, с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не более чем 1012 см-3;- pn-transition epitaxial GaAs i-layer 3 with a thickness of 3 ÷ 70 μm, containing a metallurgical transition, with a difference concentration of acceptor and donor dopants of not more than 10 12 cm -3 ;

- высокоомный GaAs эпитаксиальный слой 4 n-типа проводимости с изменяющейся концентрацией донорной и акцепторной легирующих примесей от концентрации на границе раздела с i-слоем 3 до 1016 см-3 и толщиной не менее 15 мкм.- high-resistance GaAs epitaxial layer 4 of n-type conductivity with a varying concentration of donor and acceptor dopants from the concentration at the interface with the i-layer 3 to 10 16 cm -3 and a thickness of at least 15 μm.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на Фиг.2, 3, где приводятся распределения легирующих акцепторных и донорных примесей в p-i-n GaAs и p-i-n AlGaAs/GaAs структурах. На Фиг.2, 3 показано следующее:The essence of the invention is illustrated in Fig.2, 3, which shows the distribution of doping acceptor and donor impurities in p-i-n GaAs and p-i-n AlGaAs / GaAs structures. Figure 2, 3 shows the following:

- высоколегированная монокристаллическая GaAs подложка 1 с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 3·1018 см-3;- highly doped single-crystal GaAs substrate 1 with a differential concentration of acceptor and donor dopants of at least 3 · 10 18 cm -3 ;

- эпитаксиальный GaAs слой 2 с изменяющейся разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей от концентрации в высоколегированной подложке до значений меньше либо равных

Figure 00000003
и толщиной не менее 5 мкм;- epitaxial GaAs layer 2 with a varying differential concentration of acceptor and donor dopants from the concentration in the high-alloy substrate to values less than or equal to
Figure 00000003
and a thickness of at least 5 microns;

- p-n переходный по типу проводимости эпитаксиальный GaAs i-слой 3, имеющий толщину 5÷100 мкм с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей в мультиэпитаксиальной металлургической переходной зоне меньше либо равной

Figure 00000004
;- pn conductive transition epitaxial GaAs i-layer 3 having a thickness of 5 ÷ 100 μm with a differential concentration of acceptor and donor dopants in the multi-epitaxial metallurgical transition zone is less than or equal to
Figure 00000004
;

- высоколегированный эпитаксиальный GaAs слой n+-типа 5 с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей в приповерхностном слое не менее чем 1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм;- a highly doped epitaxial GaAs layer of n + type 5 with a difference concentration of acceptor and donor dopants in the surface layer of at least 10 17 cm -3 and a thickness of at least 0.1 μm;

- высоколегированный гетероэпитаксиальный AlGaAs слой 6 n+-типа проводимости с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 3·1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм.- a highly doped heteroepitaxial AlGaAs layer of 6 n + type conductivity with a differential concentration of acceptor and donor dopants of at least 3 · 10 17 cm -3 and a thickness of at least 0.1 μm.

Концентрация легирующей акцепторной примеси атомов Zn в монокристаллической подложке оказывает определяющее влияние на плотность дефектов на поверхности исходной GaAs подложки p+-типа, чем выше концентрация легирующей примеси, тем выше плотность дефектов, тем выше вероятность перенести данные дефекты в процессе эпитаксиального роста в эпитаксиальную p-i-n GaAs, AlGaAs структуры, поэтому в подложке необходимо снижать уровень легирования акцепторной примеси до до уровня намного ниже чем 5·1019 см-3. Это благоприятно сказывается при выращивании слоя p-типа проводимости, концентрацию примесей в котором легче регулировать, управлять процессом подавления дефектов в p-слое.The concentration of the dopant acceptor impurity of Zn atoms in a single-crystal substrate has a decisive influence on the density of defects on the surface of the initial GaAs p + type substrate, the higher the concentration of dopant, the higher the density of defects, the higher the probability of transferring these defects during epitaxial growth to the epitaxial pin of GaAs , AlGaAs structures, therefore, in the substrate, it is necessary to reduce the doping level of the acceptor impurity to a level much lower than 5 · 10 19 cm -3 . This favorably affects the growth of the p-type conductivity layer, the concentration of impurities in which is easier to control, to control the process of suppressing defects in the p-layer.

Определяющую роль в p-i-n GaAs, AlGaAs/GaAs структурах выполняет p-n переходный i-слой (физический p-n переход), содержащий область пространственного заряда и внутренний мультиметаллургический переход разностной концентрацией акцепторной и донорной примесей меньше либо равной

Figure 00000004
. Данный слой получается за счет сложных технологических приемов во время жидкостной эпитаксии с использованием амфотерных свойств легирующих атомов кремния (Si).The decisive role in pin GaAs, AlGaAs / GaAs structures is played by the pn transition i-layer (physical pn junction) containing the space charge region and the internal multimetallic transition with a difference concentration of acceptor and donor impurities of less than or equal to
Figure 00000004
. This layer is obtained due to complex technological methods during liquid epitaxy using the amphoteric properties of doping silicon atoms (Si).

Уникальность i-слоя в следующем:The uniqueness of the i-layer is as follows:

- через него достаточно эффективно выполняется инжекция носителей;- through it, the injection of carriers is rather efficient;

- он имеет высокую электропрочность, превышающую 3·105 В/см (~30 В/мкм);- it has high electric strength exceeding 3 · 10 5 V / cm (~ 30 V / μm);

- вследствие обеспечения большой по значению ширины физического p-n перехода резко, в 20÷30 раз, снижается емкость по сравнению с кремниевыми, карбид-кремниевыми p-n или барьерными переходами;- due to the provision of a large physical p-n junction width, the capacitance decreases sharply, 20–30 times, compared with silicon, silicon-carbide p-n or barrier junctions;

- увеличивает частотные и динамические свойства.- increases frequency and dynamic properties.

Исключение GaAs n-типа проводимости высокоомного слоя направлено на повышение быстродействия и увеличение плотности токов создаваемой p+-i-n+ структуры, поскольку в высокоомном слое n-типа (базе) аккумулируются большие значения заряда накопления во время протекания прямого тока за счет большой плотности неосновных носителей тока, в данном случае - дырок, а это увеличивает время восстановления обратного тока и, следовательно, ухудшает динамику диода.The exception of the n-type GaAs conductivity of the high-resistance layer is aimed at increasing the speed and current density of the generated p + -in + structure, since large values of the accumulation charge accumulate during the direct current flow due to the high density of minority carriers in the high-resistance n-type layer (base) current, in this case, holes, and this increases the recovery time of the reverse current and, therefore, affects the dynamics of the diode.

Таким образом, в предлагаемом изобретении конструкция диода приобретает вид p+-i-n+ структуры без использования традиционной высокоомной базовой области диодных структур, в частности кремниевых. Вследствие этого p+- и n+-области новой конструкции диода способны инжектировать в i-переходную область дырки и электроны соответственно, т.е. носители заряда. В i-зоне одновременно оказываются инжектированные с анодной и катодной областей дырки и электроны с неравновесной концентрацией носителей, образующих токопроводящую электронно-дырочную плазму высокой плотности и высокой проводимости, вследствие этого возрастает плотность прямосмещенного тока и нет составляющей роста прямого падения напряжения за счет высокоомной n-типа базы.Thus, in the present invention, the design of the diode takes the form of a p + -in + structure without using the traditional high-resistance base region of diode structures, in particular silicon. As a result of this, the p + and n + regions of the new diode design are capable of injecting holes and electrons into the i-transition region, respectively, i.e. charge carriers. In the i-zone, holes and electrons injected from the anode and cathode regions simultaneously appear with an nonequilibrium concentration of carriers forming a high density and high conductivity electron-hole plasma, as a result of this, the density of the forward biased current increases and there is no growth component of the direct voltage drop due to the high-resistance n- type of base.

Такой двухинжекционный диод является новым решением или модификацией известной модели Шокли p-n перехода, фактически это p+-n+ высоковольтный диод, содержащий физический p-n переход в виде i-области, с отсутствием в конструкции диодной структуры общепринятой (классической) высокоомной базы.Such a two-injection diode is a new solution or modification of the well-known Shockley model of the pn junction, in fact it is a p + -n + high-voltage diode containing a physical pn junction in the form of an i-region, with the absence of a generally accepted (classical) high-resistance base in the diode structure.

Инжекция электронов со стороны катодной области диода осуществляется либо из n+-GaAs слоя, либо из n+-AlGaAs слоя, либо комбинации буферного GaAs слоя (т.е. слоя, предохраняющего переходную гетерообласть от электрического поля при больших напряжениях, но позволяющего производить эффективную инжекцию из гетерослоя) и n+-AlGaAs слоя, который за счет большей ширины запрещенной зоны обеспечивает более эффективную инжекцию электронов через буферный слой или напрямую в i-область, или возможна комбинация n+-типа GaAs, AlGaAs и GaAs последовательных слоев с целью снижения механических напряжений, обеспечения высокой гетероэффективной инжекции электронов в i-область и выполнения надежного омического контакта к приповерхностному GaAs n+-эпитаксиальному слою.Electrons are injected from the cathode region of the diode either from an n + -GaAs layer, or from an n + -AlGaAs layer, or a combination of a buffer GaAs layer (i.e., a layer protecting the transition hetero-region from the electric field at high voltages, but allowing efficient injection from the heterolayer) and the n + -AlGaAs layer, which, due to the larger band gap, provides more efficient injection of electrons through the buffer layer or directly into the i-region, or a combination of the n + type GaAs, AlGaAs and GaAs successive layers is possible to reduction of mechanical stresses, providing high heteroeffective injection of electrons into the i-region and making reliable ohmic contact to the surface GaAs n + epitaxial layer.

Концентрации легирующих примесей в катодных n+-областях в каждом случае подбираются экспериментально.The concentrations of dopants in the cathodic n + regions in each case are selected experimentally.

В процессе переключения тока в p+-i-n+ приведенной структуре с прямого на обратный (приложение обратного напряжения), в отличие от традиционной диодной структуры с высокоомной базой, механизм переключения и рассасывания накопленного заряда в i-области (электронно-дырочной плазмы) становится преимущественно дрейфово-диффузионным, а не диффузионно-дрейфовым, как, к примеру, в обычных кремниевых высоковольтных быстровосстанавливающихся диодах, т.е. происходит экстракция носителей приложенным электрическим полем - дырок в анод (p-зону), электронов - в катод (n-зону), с одновременной рекомбинацией на глубоких уровнях. Данный механизм рассасывания накопленного заряда в электронно-дырочной плазме оказывает определяющее влияние на частотные свойства и динамику предложенной новой конструкции диодов («безбазовой» конструкции диодного кристалла).In the process of switching the current in the p + -in + reduced structure from direct to reverse (applying a reverse voltage), in contrast to the traditional diode structure with a high-resistance base, the mechanism of switching and resorption of the accumulated charge in the i-region (electron-hole plasma) becomes predominantly drift-diffusion, rather than diffusion-drift, as, for example, in conventional silicon high-voltage fast-recovery diodes, i.e. Carriers are extracted by an applied electric field - holes into the anode (p-band), electrons - into the cathode (n-band), with simultaneous recombination at deep levels. This mechanism of resorption of the accumulated charge in the electron-hole plasma has a decisive influence on the frequency properties and dynamics of the proposed new design of diodes ("baseless" design of the diode crystal).

По вышеуказанной конструкции были получены экспериментальные образцы:According to the above design, experimental samples were obtained:

1). p+-i-n+ GaAs диодов с n+ GaAs катодом толщиной до 3,0 мкм и концентрацией донорной примеси 1·1018 см-3, с прямым напряжением UF≤1,2 В при прямом токе IF=3 А, с обратными пробивными напряжениями URRM≥920 В (при толщине i-слоя около 50 мкм) и временем восстановления при переключении из открытого в закрытое (непроводящее) состояние τrr<30 нсек. При di/dt=200 А/мкс URRM=200 В;one). p + -in + GaAs diodes with an n + GaAs cathode up to 3.0 μm thick and a donor impurity concentration of 1 · 10 18 cm -3 , with a forward voltage U F ≤1.2 V at a forward current I F = 3 A, s reverse breakdown voltages U RRM ≥920 V (with an i-layer thickness of about 50 μm) and recovery time when switching from open to closed (non-conducting) state τ rr <30 nsec. At di / dt = 200 A / μs U RRM = 200 V;

2). Экспериментальные образцы p+-i-n+/n+ AlGaAs/GaAs диодов с катодом n+-n+ типа, выполненного на основе последовательных эпитаксиальных слоев n+-GaAs и n+-AlGaAs, на которых получены прямые падения напряжения ниже на 0,15÷0,2 В, чем в диодной конструкции p+-i-n+ на моноэпитаксиальном GaAs.2). Experimental samples of p + -in + / n + AlGaAs / GaAs diodes with an n + -n + type cathode made on the basis of successive epitaxial layers of n + -GaAs and n + -AlGaAs, on which direct voltage drops are obtained by 0.15 lower ÷ 0.2 V than in the p + -in + diode design on monoepitaxial GaAs.

Конкретный пример выполнения p+-i-n+ диодных структур следующий:A specific example of the implementation of p + -in + diode structures is as follows:

На исходную GaAs монокристаллическую подложку толщиной 300 мкм, ⌀ 50,6 мм, легированную Zn до концентрации 1·1019 см-3, в едином технологическом процессе жидкофазной эпитаксии в кварцевом реакторе из раствора GaAs в Ga из промежутка между двумя р+ GaAs подложками, легированными Zn (с NA>1019 см-3) в потоке Н2 с принудительным охлаждением, выращивались последовательно p-слой 2, i-переходный слой 3, n-высоковольтная область 4, высоколегированная n+ GaAs область 5. Полученная эпитаксиальная p-i-n структура имеет металлургические переходы внутри i-эпитаксиальной области 3. Процессы жидкостной эпитаксии проводились при относительно низкой температуре ~950°C. Измерение диффузионной длины электронов Ln проводилось на тестовых р+-р-n+ структурах с разностной концентрацией акцепторной и донорной примесей в пределах от 1014 до 1017 см-3. Профиль распределения донорной и акцепторной примесей определялся C-V методом характеристик р-n перехода, а также на установках косого шлифа.On the initial GaAs, a single-crystal substrate with a thickness of 300 μm, ⌀ 50.6 mm, doped with Zn to a concentration of 1 · 10 19 cm -3 , in a single technological process of liquid-phase epitaxy in a quartz reactor from a solution of GaAs in Ga from the gap between two p + GaAs substrates, doped with Zn (with N A > 10 19 cm -3 ) in a forced-flow H 2 stream, a p-layer 2, an i-transition layer 3, an n-high-voltage region 4, a highly doped n + GaAs region 5 were grown sequentially. The obtained epitaxial pin the structure has metallurgical transitions inside the i-epitaxial region ty 3. The processes of liquid epitaxy were carried out at a relatively low temperature of ~ 950 ° C. The diffusion length of electrons L n was measured on test p + -p-n + structures with a differential concentration of acceptor and donor impurities ranging from 10 14 to 10 17 cm -3 . The distribution profile of donor and acceptor impurities was determined by CV using the characteristics of the pn junction, as well as on oblique thin section installations.

Время жизни неравновесных носителей - дырок определялось по фотоотклику. Были установлены значения Lp и τp в зависимости от разностной концентрации донорной и акцепторной примесей, а также зависимость τp и Lp от уровня инжекции и плотности внесенного заряда.The lifetime of nonequilibrium hole carriers was determined by the photoresponse. The values of L p and τ p were established depending on the difference concentration of donor and acceptor impurities, as well as the dependence of τ p and L p on the injection level and the density of the introduced charge.

В случае создания гетероструктуры AlGaAs использовался тот же метод жидкостной эпитаксии с наращиванием эпитаксиального слоя из расплава мышьяка в галлии с добавкой алюминия с использованием легирующих примесей теллура (Те) или олова (Sn) при температурах на 120÷150°C ниже, чем при процессе создания эпитаксиальной p-i-n структуры.In the case of creating the AlGaAs heterostructure, the same liquid epitaxy method was used with the epitaxial layer growing from arsenic melt in gallium with the addition of aluminum using tellurium (Te) or tin (Sn) dopants at temperatures 120-150 ° C lower than during the creation epitaxial pin structure.

С учетом коэффициента сегрегации примесей вышеуказанных легирующих добавок задается трехступенчатый температурный градиент рекристаллизации эпитаксиального слоя из жидкого раствора AlxGa1-xAs для обеспечения высокого преобладания донорной примеси над акцепторной.Taking into account the segregation coefficient of impurities of the above alloying additives, a three-stage temperature gradient of recrystallization of the epitaxial layer from an Al x Ga 1-x As liquid solution is set to ensure a high prevalence of the donor impurity over the acceptor one.

Claims (2)

1. Мультиэпитаксиальная структура кристалла двухинжекционного высоковольтного гипербыстровосстанавливающегося диода на основе соединений галлия и мышьяка, содержащая высоколегированную монокристаллическую подложку p+-типа проводимости, выполненный на ней эпитаксиальный GaAs слой p-типа проводимости, p-n-переходный по типу проводимости эпитаксиальный GaAs i-слой, содержащий область пространственного заряда и внутрирасположенную мультиэпитаксиальную металлургическую переходную зону, эпитаксиальный GaAs слой, выполненный на p-n-переходном i-эпитаксиальном слое, отличающаяся тем, что:
- высоколегированная монокристаллическая GaAs подложка p+-типа проводимости выполняется с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей не менее чем 3·1018 см-3 и толщиной не менее 200 мкм;
- эпитаксиальный слой p-типа проводимости выполняется с толщиной не менее 5,0 мкм и изменяющейся разностной концентрацией донорной и акцепторной легирующих примесей от концентрации в монокристаллической p+-типа проводимости GaAs подложке до значений не более чем
Figure 00000004
;
- p-n переходный по типу проводимости эпитаксиальный GaAs i-слой, содержащий область пространственного заряда и внутрирасположенную мультиэпитаксиальную металлургическую переходную зону, выполняется с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей меньше либо равной значению
Figure 00000004
и толщиной 5÷100 мкм;
- эпитаксиальный GaAs слой на p-n переходном эпитаксиальном i-слое выполняется высоколегированным n+-типа проводимости с разностной концентрацией акцепторной и донорной легирующих примесей в приповерхностном слое не менее чем 1·1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм.
1. A multi-epitaxial crystal structure of a two-injection high-voltage hyperfast recovery diode based on gallium and arsenic compounds, containing a highly doped single-crystal p + type conductivity substrate, an p - type epitaxial GaAs layer made on it, a pn-type conductivity pn-transition layer containing an epitaxial GaAs i-type epitaxial GaAs i-layer the space charge region and the intra-located multi-epitaxial metallurgical transition zone, the epitaxial GaAs layer made on the pn-transition i- epitaxial layer, characterized in that:
- a highly doped single-crystal GaAs substrate of p + type conductivity is performed with a differential concentration of acceptor and donor dopants of at least 3 × 10 18 cm -3 and a thickness of at least 200 μm;
- the p-type epitaxial layer is performed with a thickness of at least 5.0 μm and a varying difference concentration of donor and acceptor dopants from the concentration in the single-crystal p + type conductivity of the GaAs substrate to values no more than
Figure 00000004
;
- pn conductive transition epitaxial GaAs i-layer containing a space-charge region and an intra-located multi-epitaxial metallurgical transition zone is performed with a difference concentration of acceptor and donor dopants of less than or equal to
Figure 00000004
and a thickness of 5 ÷ 100 microns;
- the epitaxial GaAs layer on the pn transition epitaxial i-layer is made of highly doped n + -type conductivity with a differential concentration of acceptor and donor dopants in the surface layer of at least 1 · 10 17 cm -3 and a thickness of at least 0.1 μm.
2. Мультиэпитаксиальная структура кристалла двухинжекционного высоковольтного гипербыстровосстанавливающегося диода на основе соединений галлия и мышьяка по п.1, отличающаяся тем, что на поверхности высоколегированного эпитаксиального GaAs слоя n+-типа проводимости выполняется высоколегированный эпитаксиальный слой AlGaAs n+-типа проводимости с разностной концентрацией донорной и акцепторной примесей не менее чем 3·1017 см-3 и толщиной не менее 0,1 мкм. 2. Multiepitaksialnaya crystal structure dvuhinzhektsionnogo high giperbystrovosstanavlivayuschegosya diodes based on gallium and arsenic compounds according to claim 1, characterized in that high-alloy on the surface of the epitaxial GaAs layer n + -type conductivity performed highly doped epitaxial layer of AlGaAs n + type conductivity with a concentration difference of the donor and acceptor impurities of not less than 3 · 10 17 cm -3 and a thickness of not less than 0.1 microns.
RU2011136396/28A 2011-09-02 2011-09-02 Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic RU2531551C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136396/28A RU2531551C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011136396/28A RU2531551C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011136396A RU2011136396A (en) 2013-03-10
RU2531551C2 true RU2531551C2 (en) 2014-10-20

Family

ID=49123142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011136396/28A RU2531551C2 (en) 2011-09-02 2011-09-02 Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531551C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208571U1 (en) * 2021-03-31 2021-12-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Epitaxial heterostructure based on gallium arsenide with metal-semiconductor contacts
RU2791861C1 (en) * 2022-09-20 2023-03-14 Общество с ограниченной ответственностью Арсенид-галлиевые актуальные технологии (ООО АГАТ) Crystal of a monopolar-bipolar power high-voltage hypervelocity gallium arsenide diode with heterojunctions, with photonic and photovoltaic properties

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016013541A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 3 - 5 Power Electronics GmbH III-V semiconductor diode

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733815A (en) * 1992-05-22 1998-03-31 Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. Process for fabricating intrinsic layer and applications
US5981976A (en) * 1996-12-05 1999-11-09 Showa Denko K.K. Epitaxial wafer for AlGaInP light-emitting diode
JP2004128263A (en) * 2002-10-03 2004-04-22 Nec Electronics Corp Pin diode and its manufacturing method
US7884387B2 (en) * 2007-11-30 2011-02-08 Hitachi Cable, Ltd. Epitaxial wafer for semiconductor light emitting diode and semiconductor light emitting diode using same
RU102273U1 (en) * 2009-09-04 2011-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") ULTRA FAST, HIGH-ENERGY, POWERFUL, HIGH VOLTAGE DIODE IN METAL-PLASTIC CASES
RU2009149284A (en) * 2009-12-31 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") (RU) CRYSTAL OF ULTRA FAST HIGH VOLTAGE HIGH-CURRENT ARSENIDE-GALLIUM DIODE
RU2009149285A (en) * 2009-12-31 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") (RU) CRYSTAL OF ULTRA FAST HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE DIODE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733815A (en) * 1992-05-22 1998-03-31 Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. Process for fabricating intrinsic layer and applications
US5981976A (en) * 1996-12-05 1999-11-09 Showa Denko K.K. Epitaxial wafer for AlGaInP light-emitting diode
JP2004128263A (en) * 2002-10-03 2004-04-22 Nec Electronics Corp Pin diode and its manufacturing method
US7884387B2 (en) * 2007-11-30 2011-02-08 Hitachi Cable, Ltd. Epitaxial wafer for semiconductor light emitting diode and semiconductor light emitting diode using same
RU102273U1 (en) * 2009-09-04 2011-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") ULTRA FAST, HIGH-ENERGY, POWERFUL, HIGH VOLTAGE DIODE IN METAL-PLASTIC CASES
RU2009149284A (en) * 2009-12-31 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") (RU) CRYSTAL OF ULTRA FAST HIGH VOLTAGE HIGH-CURRENT ARSENIDE-GALLIUM DIODE
RU2009149285A (en) * 2009-12-31 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Интелсоб" (ООО "Интелсоб") (RU) CRYSTAL OF ULTRA FAST HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE DIODE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208571U1 (en) * 2021-03-31 2021-12-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Epitaxial heterostructure based on gallium arsenide with metal-semiconductor contacts
RU2791861C1 (en) * 2022-09-20 2023-03-14 Общество с ограниченной ответственностью Арсенид-галлиевые актуальные технологии (ООО АГАТ) Crystal of a monopolar-bipolar power high-voltage hypervelocity gallium arsenide diode with heterojunctions, with photonic and photovoltaic properties

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011136396A (en) 2013-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1438739B1 (en) Sic bipolar semiconductor devices with few crystal defects
US8704546B2 (en) Method of manufacturing a SiC bipolar junction transistor and SiC bipolar junction transistor thereof
EP0445998B1 (en) Diamond semiconductor devices
US10840339B2 (en) Silicon carbide semiconductor substrate and silicon carbide semiconductor device
CN102754213A (en) Semiconductor device
US20070200115A1 (en) High power silicon carbide (SiC) PiN diodes having low forward voltage drops
US6674152B2 (en) Bipolar diode
US20120007222A1 (en) Method of manufacturing diode, and diode
US10510543B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing thereof
Chen et al. Vertical GaN-on-GaN PIN diodes fabricated on free-standing GaN wafer using an ammonothermal method
WO2013149661A1 (en) Sic bipolar junction transistor with reduced carrier lifetime in collector and a defect termination layer
RU2531551C2 (en) Multi-epitaxial structure of double-injection high-voltage hyper-fast recovery diode chip based on gallium and arsenic
US8592903B2 (en) Bipolar semiconductor device and manufacturing method
WO2013119548A1 (en) Sic devices with high blocking voltage terminated by a negative bevel
RU2472249C2 (en) Crystal of ultrafast high-voltage high-current arsenide-gallium diode
RU172077U1 (en) SILICON CARBIDE SILICON DRIFT DIODE
Loh et al. Low leakage current GaAs diodes
RU2801075C1 (en) Ultrafast high voltage gallium arsenide diode crystal
CN112531007A (en) Junction barrier Schottky diode with gradient depth P-type region and preparation method
RU2791861C1 (en) Crystal of a monopolar-bipolar power high-voltage hypervelocity gallium arsenide diode with heterojunctions, with photonic and photovoltaic properties
CN111106182A (en) Schottky device groove structure and preparation method thereof
RU2803409C1 (en) Crystal of a high-voltage hyperspeed high-current diode with a schottky barrier and p-n junctions
US20230086715A1 (en) Stacked diode with side passivation and method of making the same
Lebedeva et al. Effect of a wideband heteroepitaxial emitter on dynamics of turn-off switching of high-voltage power GaAs pin diodes
Hatta et al. Reduction of Forward Bias Degradation in 4H-SiC PiN Diodes Fabricated on 4H-SiC Bonded Substrates

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150903