Полупроводниковые приборы на основе явлений токовой неустойчивости в p-n-переходах и омических контактах малого размера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, доктор технических наук Лысенко, Александр Павлович

• Лысенко, Александр Павлович
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Лысенко, Александр Павлович

Введение.

1. Анализ механизмов токовой неустойчивости в устройствах твердотельной микроэлектроники

1.1. Механизмы токовой неустойчивости в однородных средах.

1.1.1. Эффект Ганна.

1.1.2. Дрейфовая нелинейность в многодолинных полупроводниках.

1.1.3. Звуковая неустойчивость в полупроводниках

1.1.4. Концентрационная нелинейность.

1.1.4.1 Рекомбинационные волны.

1.1.5. Плазменные неустойчивости в полупроводниках.

1.1.5.1 Пинч-эффект.

1.1.5.2 Магнитно-концентрационный эффект (электрический пинч).

1.1.5.3 «Тэта-пинч».

1.2. Механизмы токовой неустойчивости в структурах с />-и-переходами.

1.2.1. Лавинно-пролетные диоды.

1.2.1.1 1МРАТТ-режим.

1.2.1.2 ТКАРАТТ-режим.

1.2.2. Токовая неустойчивость в тиристорах.

1.3. Новые разновидности токовых неустойчивостей в БИСПИН- структурах и в образцах неполярных однородных полупроводников в условиях сильного и неоднородного электрического поля.

1.3.1. Токовая неустойчивость в образцах неполярных однородных полупроводников в условиях сильного и неоднородного электрического поля.

1.3.2. Токовая неустойчивость в БИСПИН-структурах, стимулируемая светом.

1.4. Сравнительные возможности практического использования токовых неустойчивостей различного вида и постановка задачи.

2. Конструкция транзисторного БИСПИН-прибора, методы исследования и первичные экспериментальные результаты.

2.1. Разработка методов экспериментальных и теоретических исследований эффектов в БИСПИН-структурах.

2.2. Конструкция транзисторного БИСПИН-прибора и первичные экспериментальные результаты.

2.3. Выводы.

3. Электрические характеристики основных элементов конструкции БИСПИН-прибора.

3.1. Равновесное состояние БИСПИН-прибора.

3.2. Характеристики распределенного р+-п-перехода.

3.2.1. Вольтамперная характеристика р+-п- перехода

3.2.2. Вольтфарадная характеристикар+-п- перехода

3.3. Вольтамперная характеристика вертикального тиристора.

3.4. Передаточная характеристика оптронной пары светодиод - распределенный р+-п- переход.

3.5. Распределение потенциалов в БИСПИН-структуре при подаче напряжения питания и в отсутствии освещения.

3.5.1. Расчетное и экспериментальное определение зависимости плавающего потенциала подложки от напряжения питания (при напряжениях, меньших напряжения перекрытия).

3.5.2. Расчетное и экспериментальное определение зависимости плавающего потенциала подложки от напряжения питания (при напряжениях, больших напряжения перекрытия).

3.6. Методика измерения плавающего потенциала подложки БИСПИН-структуры.

3.7. Выводы.

4. Разработка теории стационарных состояний БИСПИН-прибора и получение критерия неустойчивости стационарно запертого состояния.

4.1. Анализ механизмов положительной обратной связи по току в БИСПИН-приборах.

4.1.1. Расчет стационарного количества избыточных дырок в базе локального транзистора от величины фототока распределенного р+-п-перехода при Ут1п <Ув< Кпер (модель поведения БИСПИН-прибора в первом приближении).

4.1.2. Расчет зависимости прямого тока через основную часть распределенного р+-п-перехода от стационарного количества избыточных дырок в базе локального транзистора при УтЫ < Ув < Кпер (модель поведения прибора во втором приближении).

4.2. Анализ стационарно закрытого состояния БИСПИН-прибора.

4.3. Анализ стационарно открытого состояния БИСПИН-прибора.

4.4. Исследование диаграммы состояний БИСПИН-прибора.

4.5. Природа насыщения тока в БИСПИН-приборе при больших значениях напряжения питания №>Рпред)

4.6. Выводы.

5. Разработка теории режимов пульсаций тока в

БИСПИН-приборе.

5.1. Форма и основные параметры импульса тока через БИСПИН-прибор в режиме пульсаций тока.

5.1.1. Экспериментальное и теоретическое исследование факторов, влияющих на амплитуду импульса тока.

5.1.2. Экспериментальное и теоретическое исследование второй стадии проводящего состояния БИСПИН-прибора в режиме пульсаций тока.

5.1.3. Экспериментальное и теоретическое исследование длительности фазы проводящего состояния БИСПИН-прибора в режиме пульсаций тока.

5.2. Теоретическое исследование длительности фазы запертого состояния БИСПИН-прибора

5.3. Теоретическое исследование факторов, влияющих на стабильность частоты генерации в БИСПИН-приборе.

5.4. Выводы.

6. Исследование переходных процессов в

БИСПИН-приборе.

6.1. Исследование переходных процессов в БИСПИН-приборе при постоянном напряжении питания и импульсном освещении.

6.2. Исследование переходных процессов в БИСПИН-приборе при постоянном освещении и импульсном напряжении питания.

6.3. Выводы.

7. Области практического использования БИСПИН-приборов.

7.1. Использование БИСПИН-прибора в качестве датчика светового потока.

7.1.1. Основные параметры БИСПИН-прибора, влияющие на линейность передаточной характеристики датчика светового потока и на его чувствительность.

7.1.2. Влияние температуры на передаточную характеристику датчика светового потока на БИСПИН-приборе.

7.2. Выводы.

8. Экспериментальное и теоретическое исследование токовой неустойчивости в однородных полупроводниках в сильном и неоднородном электрическом поле.

8.1. Расчет сопротивления растекания дискового омического контакта.

8.2. Экспериментальное исследование зависимости вида вольтамперной характеристики малого омического контакта от диаметра контакта, от концентрации основных носителей заряда, от температуры и от времени воздействия напряжения.

8.3. Расчет максимальной температуры перегрева исследуемых структур.

8.4. Расчет вольтамперной характеристики малого омического контакта с учетом саморазогрева

8.5. Влияние неоднородности электрического поля на вид вольтамперной характеристики малого омического контакта.

8.6. Исследование токовой неустойчивости германия и кремния в неоднородном электрическом поле.

8.7. Практическое использование свойств омического контакта малого диаметра к германию и кремнию.

8.8. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Полупроводниковые приборы на основе явлений токовой неустойчивости в p-n-переходах и омических контактах малого размера»

Актуальность темы. В современной микроэлектронике хорошо разработаны методы конструирования разнообразных электронных схем на основе стандартного набора компонентов - транзисторов, диодов и т.п. как в дискретном, так и в интегральном вариантах. Время от времени, однако, исследователи обнаруживают новые физические эффекты, на основе которых можно создать простой прибор, заменяющий целую традиционную схему или выполняющий некоторые новые функции. Такие приборы обычно относят к приборам функциональной электроники. В таких случаях прежде всего необходимо всесторонне исследовать эффект и разработать его качественную и количественную теории.

В данной работе исследовались новые эффекты, связанные в основном с некоторыми разновидностями токовой неустойчивости. Две из этих разновидностей, связанные с возникновением ТУ- и Я-образных ВАХ омического контакта малого размера, были в свое время обнаружены автором данной работы совместно с Вильфом Ф.Ж. [1-г-З]. Эти эффекты ранее не были известны, и их исследование представляет интерес, как с академической точки зрения, так и с практической. На базе этих эффектов были предложены конструкции двух новых полупроводниковых приборов: генератора электрических колебаний и стабилизатора тока.

Другие две рассматриваемые в работе разновидности токовой неустойчивости связаны с эффектом фотостимулированной генерации пульсаций, обнаруженном в 1983 году О.Д. Кнабом и В.Д. Фроловым (и исследованном в наших работах [10ч-30]) в полупроводниковой кремниевой структуре с эпитаксиальным р+-ппереходом при пропускании тока через зондовые контакты к слаболегированному слою. Причем частота пульсаций изменялась как с освещением, так и с напряжением между контактами. В дальнейшем на базе этого эффекта была разработана серия устройств, объединенных общим названием БИСПИН-структур (бисмещенный переход с инжекционной неустойчивостью). Под бисмещенным переходом понимается то, что в определенные части периода две области распределенного //-«-перехода оказываются под противоположным смещением. Кроме кремниевых структур, генерация наблюдалась в приборах на основе Ое, ОаАБ, Оа1хА1хАз.

В 1990 году проблемам теории и применения БИСПИН-приборов была посвящена 1-я Межотраслевая конференция «Функциональная электроника» (г. Адлер). Большой интерес к обсуждению возможного механизма работы БИСПИН-прибора проявили такие известные ученые, как Келдыш Л.В., Бонч-Бруевич В.Л., Алферов Ж.И. Эти проблемы неоднократно обсуждались на профилирующих кафедрах МГУ и МИРЭА, в Ленинградском физико-техническом институте. Все это свидетельствует о значительном интересе к данному прибору.

К моменту начала данной работы практически все свойства БИСПИН-прибора выглядели крайне загадочно и, в первую очередь, была совершенно не ясна природа пульсаций тока. В отсутствии представлений о принципе действия прибора весьма сложно было продолжать работы по совершенствованию конструкции и делать прогнозы относительно достижимых параметров БИСПИНов. Поэтому была острая необходимость в построении физической модели БИСПИН-прибора, которая адекватно объясняла бы все его свойства.

Цель диссертационной работы заключается в построении физических моделей, наиболее полно описывающих всю совокупность наблюдаемых явлений как в БИСПИН-структурах, так и в однородных полупроводниках в сильном и неоднородном электрическом поле.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести анализ наиболее известных механизмов электрической неустойчивости и разработать подходы к анализу природы рассматриваемых в данной работе неустойчивостей.

2. Провести всестороннее комплексное исследование транзисторных БИСПИН-приборов для получения полного представления о процессах и явлениях в структурах во всевозможных (в том числе и экстремальных) режимах.

3. Разработать внутренне согласованные физико-математические модели токовой неустойчивости в БИСПИН-структурах и всех сопутствующих явлений. А также модели всех состояний прибора.

4. Провести экспериментальное и теоретическое исследование эффектов токовой неустойчивости и нелинейности ВАХ однородных образцов германия и кремния в сильных и неоднородных электрических полях. Предложить физические модели, объясняющие наблюдаемые явления.

Научная новизна работы.

1. Выявлены ранее не известные механизмы токовой неустойчивости в структурах с //-«-переходом (или п+-р) и двумя контактами к базе, по крайней мере, один из которых -выпрямляющий. В роли выпрямляющего контакта может выступать также биполярный транзистор без базового вывода.

Показано, что данная структура обладает двумя состояниями: запертым (с низкой проводимостью) и открытым (с высокой проводимостью). Оба этих состояния в зависимости от ситуации могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Характер реализуемой неустойчивости зависит от того, происходит или нет смыкание объемного заряда выпрямляющего контакта (или коллекторного перехода транзистора) с объемным зарядом р+-п-перехода. Предложены модели этих неустойчивостей, суть которых состоит в следующем.

• В отсутствии смыкания объемных зарядов неустойчивость инициируется освещением структуры светом из области собственного поглощения материала прибора. При этом однородное прямое смещение //-«-перехода, создаваемое освещением, в результате развития неустойчивости становится неоднородным (бисмещенным), т.е. в некоторой небольшой части, расположенной под выпрямляющим контактом или локальным транзистором, прямое смещение увеличивается, в то время как на всей остальной части этого перехода смещение меняется на обратное. Показано, что такое состояние структуры в зависимости от уровня освещенности может быть устойчивым или неустойчивым. В последнем случае ток через прибор пульсирует.

• Во втором случае в запертом состоянии структуры из-за смыкания объемных зарядов возникает изначальный перекос в смещении //-«-перехода по площади, причем большая часть этого перехода в отличие от предыдущего случая оказывается под обратным смещением, что является принципиально важным для дальнейшего практического использования эффекта. При этом переключение структуры в проводящее состояние инициируется током (фототоком в сумме с обратным током) запертой части р+-и-перехода. Проводящее состояние структуры в этом случае может быть устойчивым или нет по тем же причинам, что и в первом случае.

2. Развита теория работы нового прибора функциональной электроники - БИСПИНа, способном работать как в ключевом режиме, так и в режиме преобразования аналогового сигнала (света, тока, напряжения) в частоту. Показано, что в этом устройстве в непростых сочетаниях проявляются свойства таких элементов, как биполярный и полевой транзистор, тиристор, варистор и варактор, фотодиод. Экспериментально выявлены и теоретически обоснованы:

• Режимы (совокупность напряжения питания, освещенности, параметров внешней цепи), при которых прибор может находиться в стационарно закрытом, стационарно открытом состояниях или в состоянии, когда ток через прибор пульсирует.

• Основные параметры колебательного процесса: динамика развития фаз запертого и проводящего состояний, их длительность, амплитудные значения дырочной и электронной составляющих тока через прибор.

3. Впервые наблюдалась диффузионная емкость не в /7-и-переходе, а в малом омическом контакте при полях, соответствующих ударной ионизации полупроводника и полярностью тока, при которой основные носители заряда втекают в контакт.

4. Давно известно, что явление пробоя р-я-перехода можно использовать для целей стабилизации напряжения. В данной работе впервые показано, что при определенных условиях короткая база и омический контакт к базе расположен далеко от места выхода области пространственного заряда на поверхность кристалла) на основе поверхностного пробоя можно осуществить стабилизацию тока.

5. Обнаружен не известный ранее эффект токовой неустойчивости при комнатной и более низких температурах в однородных полупроводниках (таких, как германий и кремний) в сильном неоднородном электрическом поле, связанный с появлением отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП). Неоднородное поле создавалось растеканием основных носителей заряда из омического контакта малого размера. Показано, что И-образная вольтамперная характеристика такого контакта наблюдается в ограниченном диапазоне концентраций типозадающей примеси (от 1015 см"3 до 5-1016 см"3) и в ограниченном диапазоне диаметров контакта (от 15 мкм до 100 мкм). Доказано, что основную ответственность за наблюдаемую нелинейность несут: эффект насыщения дрейфовой скорости носителей заряда в сильном электрическом поле и эффект джоулева саморазогрева кристалла протекающим током. На указанные эффекты в неоднородном электрическом поле накладываются явления аккумуляции свободных носителей заряда вблизи малого омического контакта. Практическая ценность работы

1. Даны рекомендации по оптимизации конструкции БИСПИН-приборов.

2. Даны рекомендации по способам включения транзисторных БИСПИН-приборов, позволяющие существенно расширить динамический диапазон регистрируемых потоков излучения.

Предложены способы регулировки чувствительности фото преобразователя и улучшения линейности его передаточной характеристики.

3. Материалы данной диссертации с успехом используются при чтении соответствующих курсов в Московском государственном институте электроники и математики, Московском энергетическом институте, Московском институте радиотехники, электроники и автоматики, Московской государственной академии приборостроения и информатики и включены в учебник «Функциональная электроника» (автор A.A. Щука), рекомендованный Министерством образования РФ для студентов специальности «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы.

4. Предложены конструкции двух новых приборов: стабилизатора тока и генератора электрических колебаний, частота которых меняется по линейному закону в широких пределах в зависимости от постоянной составляющей тока через структуру. На данные приборы получены авторские свидетельства в СССР и патенты в США и Франции. На кремниевый стабилизатор тока была проведена опытно-конструкторская разработка и выпущена опытная серия приборов на Томилинском заводе полупроводниковых приборов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Модель ранее не известного механизма токовой неустойчивости в структурах с //-^-переходом (или п+-р) и двумя контактами к базе, по крайней мере, один из которых - выпрямляющий (в роли выпрямляющего контакта может выступать также биполярный транзистор без базового вывода). Показано, что данная структура обладает двумя состояниями: запертым (с низкой проводимостью) и открытым (с высокой проводимостью). Оба этих состояния в зависимости от ситуации могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Характер реализуемой неустойчивости зависит от того, происходит или нет смыкание объемного заряда выпрямляющего контакта (или коллекторного перехода транзистора) с объемным зарядом //-«-перехода. Получены критерии неустойчивости как запертого, так и открытого состояний.

2. Теория работы нового прибора функциональной электроники -БИСПИНа, которая включает в себя следующие аспекты.

Выявлены и обоснованы режимы (напряжение питания, освещенность, параметры внешней цепи), при которых прибор может находиться в стационарно закрытом, стационарно открытом состояниях или в состоянии, когда ток через прибор пульсирует. Показано, что частотой пульсаций можно управлять, меняя освещенность структуры, либо ток, текущий в подложку, либо напряжение питания.

Разработана теория колебательного процесса в БИСПИН-приборах, объясняющая динамику развития фаз запертого и проводящего состояний, их длительность, амплитудные значения дырочной и электронной составляющих тока через прибор. Основные положения этой теории учитывают следующие параметры.

• Амплитудное значение импульса тока. Показано, что этот параметр колебательного процесса определяется дырочной (в случае использования в качестве основы прибора //-«-перехода) составляющей полного тока через структуру. Объяснены зависимости амплитуды выходного импульса от параметров цепи.

• Максимальное значение электронной составляющей тока через структуру. Показано, что эта составляющая полного тока определяется свойствами канального фрагмента прибора и сложным образом, подробно проанализированном в работе, зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки.

• Длительность фазы проводящего состояния. Показано, что она определяется двумя конкурирующими процессами: рекомбинацией избыточных носителей заряда, поступивших в базу транзистора в результате разряда барьерной емкости р+-п-перехода и поступлением новых носителей заряда вследствие процессов фото- и тепловой генерации. Определено влияние на длительность импульса тока как внешних факторов (напряжения питания, сопротивления нагрузки, освещенности, температуры, внешней емкости), так и внутренних (времени жизни неравновесных носителей заряда и коэффициента передачи тока транзисторного фрагмента конструкции).

• Длительность фазы запертого состояния БИСПИН-прибора. Именно эта длительность является основным фоточувствительным параметром прибора. Показано, что в зависимости от режима пульсаций эта длительность определяется по-разному. Модель поведения прибора в стационарно открытом состоянии при больших значениях напряжения питания. Показано, что возникающий при этом эффект стабилизации тока связан с поверхностным пробоем р+-«-перехода.

3. Эффект нелинейного поведения омического контакта малой площади и связанные с ним неустойчивости тока. Количественная модель неустойчивости Л^-типа, которая связывает наблюдаемые явления с дрейфовой нелинейностью, эффектами саморазогрева и эффектами токов, ограниченных пространственным зарядом. Качественная модель неустойчивости З'-типа, связывающая наблюдаемую неустойчивость с концентрационной нелинейностью исследуемых структур. Апробация результатов работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на:

• 1-ой Межотраслевой конференции «Функциональная электроника» (Адлер, 1990 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-95) (Гурзуф, 1995 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-96) (Гурзуф, 1996 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-97) (Гурзуф, 1997 г.).

• Всероссийской научно-технической конференции «Микро- и наноэлектроника-98», (МНЭ-98) (Звенигород, 1998 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-98) (Гурзуф, 1998 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-99) (Гурзуф, 1999 г.).

• Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-2000) (Гурзуф, 2000 г.).

Публикации

Материалы диссертации изложены в 16 статьях, 1 обзоре, 9 тезисах докладов на конференциях, двух патентах, двух авторских свидетельствах, в 9 научно-технических отчетах и в диссертации автора на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Пользуясь случаем, хочу выразить глубокую благодарность профессору Моме Юрию Андреевичу и к.т.н. Кондрашову Павлу Евгеньевичу за плодотворное сотрудничество и обсуждение результатов.

Особую признательность выражаю к.ф.-м.н., доценту Кнабу Олегу Дмитриевичу за предложенную тематику, предоставленные образцы приборов и постоянный интерес к работе.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Лысенко, Александр Павлович

8.8. Выводы.

В результате исследования свойств однородных полупроводников таких, как германий и кремний, в неоднородном электрическом поле был обнаружен эффект дрейфовой нелинейности, приводящий к сублинейной стационарной вольтамперной характеристики и, при определенных условиях, даже к возникновению отрицательной дифференциальной проводимости N- типа. Этот эффект наблюдался как при температуре жидкого азота, так и при комнатной температуре.

Было установлено, что сильная нелинейность ВАХ исследуемых образцов наблюдается, во-первых, в ограниченном диапазоне значений размеров меньшего из омических контактов (15ч-100 мкм) и в ограниченном диапазоне значений концентраций легирующей примеси (1015 -г-5-1016 см"3), во-вторых, участок насыщения тока (или даже TV-образный участок) наблюдался при такой полярности напряжения, когда основные носители заряда в образце дрейфовали в направлении от меньшего контакта к большему.

На базе обнаруженного эффекта был разработан и запатентован новый полупроводниковый прибор - диодный стабилизатор тока.

Для объяснения данного эффекта была предложена модель, подкрепленная количественными расчетами, суть которой состоит в следующем:

• Ответственность за наблюдаемую нелинейность несут два эффекта: эффект насыщения дрейфовой скорости носителей заряда в сильных электрических полях и эффект джоулева саморазогрева кристалла протекающим током.

• Расчеты максимальных значений перегрева исследуемых структур показали, что чем меньше радиус малого контакта, тем большую удельную мощность может рассеивать структура в стационарных условиях и, следовательно, можно наблюдать стационарные ВАХ при плотностях тока, соответствующих критериям сильного электрического поля.

• Поскольку дрейфовая скорость насыщения электронов (и дырок) уменьшается с ростом температуры кристаллической решетки, то совокупность джоулева разогрева решетки и полевого разогрева электронного газа может приводить к N - образной ВАХ.

• На указанные эффекты в неоднородном электрическом поле накладываются явления аккумуляции свободных носителей заряда в близи малого омического контакта. Причем степень отклонения концентрации основных носителей заряда от равновесной зависит как от величины приложенного напряжения, так и от его полярности. При очень малых размерах малого контакта в полях, при которых начинаются эффекты лавинного размножения носителей, на вольтамперной характеристике образцов наблюдались участки отрицательного дифференциального сопротивления ¿»-типа. Если при этом направление электрического поля соответствует дрейфу основных носителей заряда по направлению градиента поля, то Б-образный участок на ВАХ наблюдается при гораздо меньшем напряжении, чем при противоположной полярности поля. При этом в цепи образца возникают устойчивые осцилляции тока. Эти осцилляции наблюдаются как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Характерной особенностью этих осцилляций является линейная зависимость их частоты от постоянной составляющей тока через образец.

На базе этого явления был запатентован в США и Франции полупроводниковый прибор для генерации электрических колебаний.

В данной работе впервые наблюдалась диффузионная емкость не в ¿»-«-переходе, а в однородно легированном полупроводнике. Правда необходимым условием является наличие сильно неоднородного электрического поля и соответствующая полярность внешнего напряжения.

В данной работе впервые наблюдались осцилляции тока на Ы-образном участке ВАХ малого омического контакта.

С использованием обнаруженного эффекта сильной дрейфовой нелинейности была разработана промышленная конструкция стабилизатора тока. На данный прибор были получены авторские свидетельства в СССР и патенты США и Франции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге выполнения диссертации развита теория работы нового класса приборов функциональной электроники на основе явлений токовой неустойчивости в /^-«-переходах и омических контактах малого размера, из которой следуют широкие возможности конструирования приборов с ранее не известными свойствами. Основные результаты работы сводятся к следующему.

1. Выявлены новые механизмы токовой неустойчивости в структурах с //-«-переходом (или п+-р) и двумя контактами к базе, по крайней мере, один из которых - запирающий. Показано, что указанные структуры обладают двумя состояниями: запертым (с низкой проводимостью) и открытым (с высокой проводимостью). Оба этих состояния в зависимости от совокупности условий, подробно проанализированных в работе, могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Характер реализуемой неустойчивости зависит от того, происходит или нет смыкание объемного заряда выпрямляющего контакта (или коллекторного перехода транзистора, выполняющего роль запирающего контакта) с объемным зарядом //-«-перехода.

2. В отсутствии смыкания объемных зарядов неустойчивость инициируется освещением структуры светом в области собственного поглощения материала прибора. При этом однородное прямое смещение р+-«-перехода, создаваемое освещением, в результате развития неустойчивости становится неоднородным (бисмещенным), т.е. в некоторой небольшой части, расположенной под выпрямляющим контактом или локальным транзистором, прямое смещение увеличивается, в то время как на всей остальной части этого перехода смещение меняется на обратное. Показано, что такое состояние структуры в зависимости от уровня освещенности может быть устойчивым или неустойчивым. В последнем случае ток через прибор пульсирует.

3. При смыкании объемных зарядов уже в запертом состоянии структуры возникает изначальный перекос в смещении р+-п-перехода по площади, причем большая часть этого перехода оказывается под обратным смещением, что является принципиально важным для дальнейшего практического использования эффекта. При этом переключение структуры в проводящее состояние инициируется током (фототоком в сумме с обратным током) запертой части //-«-перехода. Проводящее состояние структуры в этом случае может быть устойчивым или неустойчивым в зависимости от величины суммарного тока р+-п-перехода.

4. Итоговым результатом при исследовании токовых неустойчивостей в структурах с /?-«-переходами явилось развитие теории нового класса полупроводниковых приборов функциональной электроники - БИСПИН-структур. Эти приборы могут быть использованы: как ключевые элементы, управляемые светом; как датчики светового потока с частотным выходом; как преобразователи токового сигнала в частоту; как автогенераторы импульсов; возможна также реализация полного набора логических функций в оптронной версии приборов. В качестве аналого-частотных преобразователей БИСПИН-приборы обладают высокой чувствительностью (для светового сигнала порядка 1 Гц/нВт) и значительной амплитудой выходных токовых импульсов (единицы и десятки мА).

5. Показано, что стационарно открытое состояние прибора соответствует ситуации, когда локальный транзистор находится в режиме насыщения и перекос в смещении распределенного р+-п-перехода превышает величину т2 (укТ/?). Если перекос в смещении распределенного /?+-и-перехода не превышает величину т2(кТ/д), то независимо от состояния коллекторного перехода локального транзистора, стационарное состояние прибора является закрытым. Получены уравнения, описывающие нижнюю пороговую характеристику прибора, отделяющую стационарно запертое состояние БИСПИНа от режима пульсаций, и верхнюю пороговую характеристику, отделяющую режим пульсаций от стационарно открытого состояния.

6. Разработана теория колебательного процесса в БИСПИН-приборах: динамика развития фаз запертого и проводящего состояний, их длительность, амплитудные значения дырочной и электронной составляющих тока через прибор. Основные положения этой теории состоят в следующем. Открытое состояние прибора имеет три фазы (стадии) развития и характеризуется следующими основными параметрами: амплитудными значениями дырочной и электронной составляющими тока, протекающего через прибор и длительностью импульса тока.

• Первая стадия связана с лавинообразным переключением структуры из запертого в проводящее состояние и сопровождается кратковременным (до 10 не) всплеском тока Зтах

• Вторая стадия связана с релаксацией неравновесных носителей заряда в обеих базах вертикального тиристора к стационарной концентрации, определяемой с одной стороны рекомбинацией, с другой - поступлением носителей заряда из подложки за счет фототока и обратного тока р+-«-перехода. Этот процесс сопровождается уменьшением тока с ,/а1 до Лш,.

• Третья, заключительная стадия возникает, если стационарная концентрация дырок в базе транзистора оказывается ниже минимально возможной для поддержания режима насыщения локального транзистора. При этом происходит лавинообразное запирание «транзисторной» части распределенного -и-перехода и прекращение поступления в базу транзистора новых дырок. Оставшиеся там дырки рекомбинируют, поддерживая в течение определенного времени ток во внешней цепи. Таким образом, формируется задний фронт импульса тока.

• Показано, что в зависимости от диапазона изменения напряжения питания механизм формирования амплитудного значения дырочной составляющей тока различен. В вентильном режиме пульсаций эта компонента выходного тока линейно растет с ростом напряжения. В фотодиодном режиме эта составляющая тока незначительно уменьшается с ростом напряжения.

• Максимальное значение электронной составляющей тока через структуру определяется свойствами канального фрагмента прибора и сложным образом, подробно проанализированном в работе, зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки.

• Длительность фазы проводящего состояния определяется двумя конкурирующими процессами: рекомбинацией избыточных носителей заряда, поступивших в базу транзистора в результате разряда барьерной емкости р+-п-перехода и поступлением новых носителей заряда вследствие процессов фото- и тепловой генерации. Показано, как длительность импульса тока зависит от напряжения питания, сопротивления нагрузки, освещенности, температуры, внешней емкости и внутренних параметров прибора (времени жизни неравновесных носителей заряда и коэффициента передачи тока транзисторного фрагмента конструкции). Предложена модель, описывающая длительность фазы запертого состояния БИСПИН-прибора. Именно эта длительность является основным фоточувствительным параметром прибора. Показано, что в зависимости от режима пульсаций эта длительность определяется по-разному.

• Процессы, протекающие в БИСПИН-приборе в вентильном режиме пульсации в период паузы между импульсами тока, имеют две стадии. В течение первой стадии происходит заряд барьерной емкости р+-«-перехода фототоком от начального обратного смещения до равновесного состояния. В течение второй стадии одновременно с продолжающимся процессом заряда барьерной емкости идет ее саморазряд из-за появившегося на //-«-переходе прямого смещения. При этом напряжение на распределенном переходе асимптотически стремится к значению фото-ЭДС. Включение БИСПИН-прибора происходит в момент, когда разрядный (прямой) ток этого перехода достигнет порогового значения.

• В фотодиодном режиме во время паузы между импульсами имеет место только процесс заряда барьерной емкости фототоком, поэтому длительность этого процесса строго пропорциональна освещенности структуры. Включение структуры происходит при достижении потенциала подложки порогового напряжения.

7. Предложена модель нелинейности выходной характеристики БИСПИН-структуры при больших значениях напряжения питания. Впервые показано, что при определенных условиях (короткая база и омический контакт к базе расположен далеко от места выхода области пространственного заряда на поверхность кристалла) на основе поверхностного пробоя можно осуществить стабилизацию тока.

8. Подробно рассмотрена возможность применения БИСПИН-прибора в качестве датчика светового потока для ИК-диапазона и проведена оценка основных параметров такого датчика.

9. Обнаружен не известный ранее эффект токовой неустойчивости при комнатной и более низких температурах в однородных полупроводниках (таких, как германий и кремний) в сильном неоднородном электрическом поле, связанный с появлением отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП). Неоднородное поле создавалось растеканием основных носителей заряда из омического контакта малого размера. Показано, что Ы-образная вольтамперная характеристика такого контакта наблюдается в ограниченном диапазоне концентраций типозадающей примеси (от 1015 см"3 до 5-1016 см"3) и в ограниченном диапазоне диаметров контакта (от 15 мкм до 100 мкм). Доказано, что основную ответственность за наблюдаемую нелинейность несут: эффект насыщения дрейфовой скорости носителей заряда в сильном электрическом поле и эффект джоулева саморазогрева кристалла протекающим током. На указанные эффекты в неоднородном электрическом поле накладываются явления аккумуляции свободных носителей заряда вблизи малого омического контакта.

10. Показано, что на ^-образных участках ВАХ малого омического контакта (при очень малых размерах контакта и при направлении электрического поля, соответствующего дрейфу основных носителей заряда по направлению градиента поля) в цепи образца возникают устойчивые осцилляции тока. Характерной особенностью этих осцилляций является линейная зависимость их частоты от постоянной составляющей тока через образец и появление диффузионной емкости.

11. С использованием обнаруженных эффектов сильной дрейфовой нелинейности и токовой неустойчивости в омических контактах были предложены новые приборы: стабилизаторы тока и генераторы электрических колебаний с управляемой частотой. На данные приборы были получены авторские свидетельства в СССР и патенты США и Франции.

Разработана промышленная конструкция стабилизатора тока и выпущена установочная партия этих приборов на Томилинском заводе полупроводниковых приборов.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Лысенко, Александр Павлович, 2001 год

1. Ridley В.К., Proc. Phys. Lett., 1963, v.82, p.954.

2. Блихер А. Физика силовых биполярных и полевых транзисторов, Л., Энергоатомиздат, 1986, 248 с.

3. Блихер А. Физика тиристоров, Л., Энергоиздат, 1981, 561 с.

4. Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С., Эффект Ганна, М., Советское радио, 1975, 288 с.

5. Кэррол Дж., СВЧ-генераторы на горячих электронах, Москва, изд. Мир, 1972, 382 с.

6. Schockley W., Bell Syst. Techn. J., v.30, p.990, 1951.

7. Meyer N., JorgensenM., J. Phys. Chem. Sol., v.26, p.823, 1965.

8. Fawcett W., Paige E., Electronics Lett., v.3, p.505, 1967.

9. Smith R.W., Phys. Rev. Lett., v.9, p.87, 1962.

10. Hutson A.R., White D.L., J.Appl.Phys.,v.33, p.40, 1962.

11. White D.L., J.Appl.Phys.,v.33, p.2547, 1962.

12. Гуревич В.Л., Лайхтман Б.Д., ЖЭТФ, 1965, т.46, с.598.

13. Paranjape B.V., Phys.Lett., v.5, p.32, 1963.

14. Prohofsky E.W., Phys.Rev., v.34, A, p. 1302, 1964. 15.Spector H.N., Phys.Rev., v.33, p. 1084, 1963.

15. Kein R, Rehwald W., Phys.Rev., 143, 479, 1965.

16. Bardeen J., Schokley W., Phys.Rev., 80, 72, 1950.

17. Физическая акустика, ред. Мэзон У., t.IV, часть А, М. 1969.

18. Weinreich G., Phys.Rev., 104, 321, 1956.

19. Hutson A.R., Phys. Rev. Lett., 9, 296, 1962.

20. Mc Fee J.H., J. Appl. Phys., 34, 1543, 1963. 22.Ishiguro Т., Ochida I., Jap. J. Appl. Phys., 22, 934, 1967. 23.Mc Fee J.H., Tieh P.K., J. Appl. Phys., 34, 1543, 1963. 24.0kada I., Matino H., Jap. J. Appl. Phys., 3, 698, 1964.

21. Ader E.L., Farnell G.W., Procc. IEEE, 53(5), 483, 1969.

22. Kikuchi M., Jap. J. Appl. Phys., 2, 807, 1963.

23. Sliva P.O., Bray R., Phys. Rev. Lett., 14, 372, 1965.

24. Spear W.E., Comber P.G., Phys. Rev. Lett., 13, 434, 1964.

25. Kikuchi M., Hayakawa H„ Abe Y., Jap. J. Appl. Phys., 5, 735, 1966.

26. Константинов O.B., Перель В.И., Физика твердого тела, т.6, 1964, с.3364.

27. Константинов О.В., Царенков Г.В., Физика твердого тела, т.8, 1966, с. 1866.

28. Константинов О.В., Перель В.И., Царенков Г.В., Физика твердого тела, т.9, 1967, с. 1761.

29. Карпова И.В., Калашников С.Г., Письма в ЖЭТФ, т.6, 1967, с.954.

30. Карпова И.В., Калашников С.Г., Константинов О.В., Перель В.И., Царенков Г.В., Труды IX Межд. Конференции по физике полупроводников, М., 1968, изд. Наука, с. 1015.

31. Завадский Ю.И., Корнилов Б.В., Термосцилистор новый функциональный датчик температуры, Физика и техника полупроводников, т.З, вып. 10, 1969, с. 1441.

32. Зб.Завадский Ю.И., Корнилов Б.В., Рекомбинационные волны в кремнии, легированном цинком, Физика твердого тела, т. 11, № 6, 1969, с. 1495.

33. Завадский Ю.И., Корнилов Б.В., О существовании пространственно разделенных активных областей, генерирующих различные гармоники автоколебаний тока в кремнии, легированном цинком, Физика твердого тела, т. 12, 1970, с. 1545.

34. Read W.T., A proposed high frequency negative resistance diode, Bell Syst. Tech. J., 1958, 37, p.401-446.

35. Johnson R.L., De Loach B.C., Jr., Cohen G.B., A silicon diode microwave oscillator, Bell Syst. Tech. J., 1965, 44, p.369-372.

36. Lee C.A., Batdorf R.I., Wiegmann W., Kaminsky G., The Read diode -an avalanching, transit time, negative-resistance oscillator, Appl. Phys. Lett., 1965, 6, p. 89.

37. Тагер A.C., Вальд-Перлов B.M., Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ, М., Советское радио, 1968, 480 с.

38. Брэнд Ф., Полупроводниковые приборы СВЧ, Пер. С англ., М., Мир,1972, 146 с.

39. Зи С., Физика полупроводниковых приборов, М., Мир, 1984, 455 с.

40. Вальд-Перлов В.М., Вейц В.В., Мартиросов И.М., Лавинно-пролетные диоды, Обзоры по электронной технике, сер.1, Электроника СВЧ, вып.5, 1971, 79 с.

41. Шустов О.Ф., Снегирев В.П., ЛПД на GaAs с барьером Шоттки, Обзоры по электронной технике, Серия 1, Электроника СВЧ, вып.5, 1974, 28 с.

42. Сибирцев Л.С., Вальд-Перлов В.М., Вейц В.В., Лавинно-пролетные диоды сантиметрового диапазона длин волн, Обзоры по электронной технике, Серия 1, Электроника СВЧ, вып.20, 1974, 60 с.

43. Шур М., Физика полупроводниковых приборов, М., Мир, 1992, 2 кн.

44. Шухостанов А.К., Лавинно-пролетные диоды, М., Радио и связь, 1997, 208 с.

45. ГерлахВ., Тиристоры, Москва, Энергоатомиздат, 1985, 327 с.

46. Челноков В.Е., Евсеев Ю.А., Физические основы работы силовых полупроводниковых приборов, Москва, Энергия, 1973, 279 с.

47. Джентри , Управляемые полупроводниковые вентили, М., Мир, 1967, 455 с.

48. Прагер, Чанг, Вайсброд, Мощные кремниевые лавинные диоды с высоким КПД для ультравысоких частот, ТИИЭР, 1967, 55, №4, с.119-121.

49. Scharfetter D.L., Bartelink D.J., Gummel Н.К., Johnston R.L.,Computer simulation of low-frequency high-efficiency oscillation in germanium IMPATT diodes, (1968), IEEE Trans. Electron Devices, ED-15, p. 691.

50. Bartelink D.J., Scharfetter D.L., Avalanche shock fronts in p-n junctions, (1969), Appl. Phys. Lett., 14, p.420.

51. De Loach B.C., Scharfetter D.L., Device physics of TRAP ATT oscillators, (1970), IEEE Trans. Electron Devices, ED-17, p. 921.

52. Джонстон, Шарфеттер, Бартелинк, Генерация колебаний германиевыми лавинно-пролетными диодами с высоким к. п. д. на частотах ниже номинальной, (1968), ТИИЭР, 56, №9, с.222-225.

53. Evans W., Circuits for high-efficiency avalanche-diode oscillators, (1969), IEEE Trans. Microwave Theory Tech., MTT-17, p. 1060-1067.

54. Trew R.J., Haddand G.I., Masnari N.A., A simplified model of a TRAP ATT diode, (1976), IEEE Trans. Electron Devices, ED-23, p. 28.

55. Костишак Д., УВЧ генератор на ЛПД с пиковой мощностью 400 Вт при к.п.д. 75%, (1970), ТИИЭР, 58, №8, с. 166-167.

56. Вильф Ф.Ж., Лысенко А.П., Полупроводниковый прибор, Авторское свидетельство № В 3288, 1967, Кл. 21д, 11/02, 4 с.

57. Богданов С.С., Вильф Ф.Ж., Губырин Л.В., Кудинова Н.Т., Лысенко А.П., Миль Н.М., Полупроводниковый стабилизатор тока, Авторское свидетельство № 338162, 1971, М. Кл. Н 011 9/08, 4 с.

58. Vilf F.Z., Lysenko A.P., (Патент США), HOMOGENEOUS SEMICONDUCTOR WITH INTERRELATED ANTIBARRIER CONTACTS, United States Patent 3660733, H Oil 5/02, 1972, 6 str.

59. Vilf F.Z., Lysenko A.P., (Патент Франции), BREVET D'INVENTION 69.38935 (2.067.668), H 01 vx/00, 1971, 11 str.

60. Кнаб О.Д., Фролов В.Д., Эффект фотостимулированной генерации колебаний тока в полупроводниковой структуре, Письма в ЖЭТФ, 1983, т.38, вып.5, с.244-246.

61. Идлис Б.Г., Кнаб О.Д., Фролов В.Д., Инжекционная неустойчивость в полупроводниковых структурах с р-п- переходом, Доклады Академии наук СССР, 1989, т.308, № 3, с. 601 605.

62. Малахов Б.А., Степанов Г.В., Письма в ЖЭТФ, 1984, т.39, вып.З, с. 138-140.

63. Муравский Б.С., Кузнецов В.И., Фризен Г.И., Черный В.Н., ФТП, 1972, т. 6, вып. 11, с. 138-140.

64. Муравский Б.С., ФТП, 1975, т. 9, вып. 6, с. 1140-1142.

65. Банцер С.Г., Гуле Е.Г., Климовская А.И. и др., ФТП, 1986, т. 20, вып. 2, с. 203-207.

66. Кнаб О.Д. и др., Способ возбуждения электрических автоколебаний, Авторское свидетельство №1136695, H 01 L 49/00, 29/44, 1984.

67. Кнаб О.Д и др., Твердотельный фотоприемник, Авторское свидетельство №1294238, H 01 L 31/10, 1984.

68. Кнаб О.Д. и др., Оптоэлектронную бистабильную ячейку, Авторское свидетельство №1635252, H 03 К 3/42, G 11 С 11/42, 1990.

69. Кнаб О.Д. и др., Устройство для логической обработки изображения, Авторское свидетельство №1658181, G 06 К 9/00, 1991.

70. Кнаб О.Д. и др., Генератор импульсов, Авторское свидетельство №1653134, H 03 К 3/26, 1991.

71. Кнаб О.Д. и др., Генератор импульсов, Авторское свидетельство №1653135, H 03 К 3/26, 1991.

72. Кнаб О.Д. и др., Генератор импульсов, Авторское свидетельство №1653136, Н 03 К 3/26, 1991.

73. Кнаб О.Д. и др., Фотометр, Авторское свидетельство №1661586, G 01 J 1/44, 1991.

74. Кнаб О.Д. и др., Оптоэлектронный регистр сдвига, Авторское свидетельство №1646000, G 11 С 19/00, 1991.

75. Кнаб О.Д. и др., Широтно-импульсный модулятор, Авторское свидетельство №1665511, Н 03 К 7/08, 1991.

76. Кнаб О.Д. и др., Полупроводниковая структура для фоточувствительного генерирующего элемента, Авторское свидетельство №1577636, 1990.

77. Кнаб О.Д. и др., Твердотельный генераторный элемент, Авторское свидетельство №1542352, 1989.

78. Кнаб О.Д. и др., Фоточувствительный элемент, Авторское свидетельство №1556476, 1989.

79. Муравский Б.С. и др., Сравнительный анализ приборов БИСПИН и Туннелистор, отчет о НИР, Кубанский госуниверситет, Краснодар, 1989, 81 с.

80. Кнаб О.Д., Булгаков С.С., Никишин В.Н. и др., Применение БИСПИН-структур, Электронная промышленность, 1989, вып.9, с. 26-30.

81. Булгаков С.С., Кнаб О.Д., Никишин В.Н., Степанов С.С., Транзисторные БИСПИН-структуры и устройства на их основе, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 6.

82. Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Степанов С.С., Фролов В.Д., БИСПИН-структура, как фотоприемный, оптронный и генераторный элемент, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 93.

83. Булгаков С.С., Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Мамонтов А.П., Чернов И.П., Улучшение и стабилизация параметров БИСПИН-структурионизирующим излучением, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 94.

84. Михальниченко Б.С., Красиленко В.Г., Исаев М.Ю., Степанов С.С., Генераторы импульсов на БИСПИН-оптопарах, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 97.

85. Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Степанов С.С., БИСПИН-структуры в роли делителей частоты, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 98.

86. Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Степанов С.С., БИСПИН-структура как преобразователь аналогового сигнала в импульсный датчик физических величин, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 99.

87. Кнаб О.Д., Степанов С.С., Базовые схемотехнические решения с использованием БИСПИН-структур, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 100.

88. Булгаков С.С., Кнаб О.Д., Мома Ю.А., Лысенко А.П., Исаев М.Ю., Механизм токовой неустойчивости в БИСПИН-структурах, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 101.

89. Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Мамонтов А.П., Никишин В.И., Чернов И.П., БИСПИН-структура детектор ионизирующего излучения, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 102.

90. Степанов С.С., Фролов В.Д., Фотометрическое устройство на основе БИСПИН-структур, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 103.

91. Никитин А.Е., Степанов С.С., Биостимулятор, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 104.

92. Ю2.Вишняков В.Н., Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Шалыгин А.И., Влияние геометрических размеров топологических элементов на параметры БИСПИН-структур, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 105.

93. Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Степанов С.С., Способы управления БИСПИН-структурами, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 106.

94. Ю4.Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Степанов С.С., Особенности генерации БИСПИН-структур при импульсном возбуждении, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 107.

95. Ю5.Идлис Б.Г., Фролов В.Д., БИСПИН-структуры на основе туннельных р-п-переходов, 1-ая Межотраслевая конференция

96. Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 108.

97. Юб.Курносов М.Ю., Фролов В.Д., Матрицы на основе БИСПИН-структур, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 110.

98. Ю8.Потапов А.Н., Ялманов И.Л., Муравский Б.С., Черный В.Н., Функциональный аналого-частотный преобразователь, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 112.

99. ПО.Жужа М.А., Исаев М.Ю., Кнаб О.Д., Муравский Б.С., Черный В.Н., Функциональные датчики СВЧ-излучения, 1-ая Межотраслевая конференция «Функциональная электроника», Краснодарский госуниверситет, Адлер, 1990, с. 114.

100. Ш.Гуревич В.Л., О нарастании флуктуации при неустойчивости системы, ЖЭТВ, 1965, т.46, вып.1, с.354.

101. Гуляев Ю.В., Бонч-Бруевич В.Л., О возникновении отрицательной дифференциальной проводимости при звуковой неустойчивости, Радиотехника и электроника, 1963, №7, с. 1179.

102. ПЗ.Булгаков С.С., Исаев М.Ю., Кнаб О. Д., Лысенко А.П., Мома Ю.А., Токовая неустойчивость в транзисторных БИСПИН-структурах, Электронная промышленность, 1990, вып.8, с. 15-21.

103. Булгаков С. С., Кнаб О. Д., Лысенко А.П., Мома Ю.А., БИСПИН -новый прибор микроэлектроники, Обзоры по электронной технике, серия 2, Полупроводниковые приборы, 1990, вып.6 (1563), 71 с.

104. Лысенко А.П. (руков. работы), Теоретическое и экспериментальное исследование стабильности и температурной зависимости параметров БИСПИН-структур, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1989, PK №01890050988, ИК №02890066368, 35с.

105. Berger H.H., J. Electrochem. Soc., 1972,119, 507.

106. Chang С. Y., Fang Y.K., Sze S.M., Solid State Electron., 1971,14, 541.

107. Chang I.F., J. Electrochem. Soc., 1970,117, 368.

108. Reeves G.K., Harrison H.B., IEEE Electron. Devices Lett., 1982, EDL-3, 111.

109. Sharma B.L., Semicond. Semimetal., 1981, 15, 1.

110. BraslauN., Thin Solid Films, 1983,104, 391.

111. Лысенко А.П., Амплитуда пульсаций тока в АЦП на БИСПИН-приборе, Измерительная техника, 1998, №10, 44-47.

112. Лысенко А.П., Форма и основные параметры выходного импульса АЦП на БИСПИН-приборе, Приборы и системы управления, 1999, №1, 56-60.

113. Лысенко А.П., Длительность выходного импульса датчика светового потока на БИСПИН-приборе, Датчики и системы, 1999, №3, с.8.

114. Дмитриев В.В., Лысенко А.П., Мома Ю.А., Природа эффекта насыщения в диодных стабилизаторах тока, Электронная техника, 1974, сер.2, Полупроводниковые приборы, вып. 6(88), с. 38-41.

115. Лысенко А.П. (руков. работы), Развитие физической и математической моделей работы БИСПИН-структуры, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1996, PK №01980007710, ИК №02980005096, 31с.

116. Щука А.А., Функциональная электроника, учебник, Москва, Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики, 1998, 259 е.

117. Епифанов Г. И., Мома Ю.А., Физические основы электронной техники, Москва, изд. МГУ, 1975, 281 с.

118. Епифанов Г. И., Мома Ю.А., Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА, Москва, Советское радио, 1979, 250 с.

119. Shockley W., The Theory of p-n Junctions in Semiconductors and p-n Junction Transistors, Bell Syst. Tech. J., 28,435 (1949).

120. Sah C.T., Noyce R. N. and Shockley W., Carrier generation and recombination in p-n junction and p-n junction characteristics, Proc. IRE, 1957, v. 45, № 9.

121. Moll J. L., The Evolution of the Theory of the Current Voltage Characteristics of p-n Junctions, Proc. IRE, 46, 1076 (1958).

122. Пикус Г.Е., Основы теории полупроводниковых приборов, М., изд. Наука, 1965, 448 с.

123. Chang V.F., Thompson H.W., Резкие и диффузионные р-n- переходы, J. Appl. Phys., 1963, 34, 3137.

124. Пасынков В.В., Чиркин JI.K, Шинков А.Д., Полупроводниковые приборы, М., Высшая школа, 1981, 431 с.

125. Тамм И.Е., ЖТФ, 1933, т. 1, с. 733.

126. Shockley W., Physic. Rev., 1952, 87, 835.

127. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения, под редакцией Йесперса, Ван де Виле Ф., Уайта М., Москва, изд. Мир, 1979, 573 с.

128. Sah С.Т., Effect of surface recombination and channel on p-n junction an transistor characteristics, JRE Trans., 1962, ED-9,1, 94-108.

129. Schlegel E.S., Behavior of surface ions on semiconductor devices, JRE Trans., 1968, ED-15, 12, 973.

130. Janme D., High-voltage planar devices using field plate and semi-resistive layers, IEEE Transaction on Electron Devices, v. 38, № 7, p.1681, (1991).

131. Feiler W., Falck E. and Gerlach W., Multistep field plates for high-voltage planar p-n junctions, IEEE Transaction on Electron Devices, v. 39, №6, p. 1514, (1992).

132. СВЧ полупроводниковые приборы и их применение, под редакцией Уоткинса Г., Москва, изд. Мир, 1972, 660 с.

133. Крутякова М.Г., Чарыков Н.А., Юдин В.В., Полупроводниковые приборы и основы их проектирования, Москва, Радио и связь, 1983, 352 с.

134. Технология СБИС, под редакц. Зи С., Москва, изд. Мир, 1986, т. 1, 404 с.

135. Александров, Л.Н., Переходные области эпитаксиальных полупроводниковых пленок, Новосибирск, изд. Наука Сибирское отделение, 1978, 270 с.

136. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А., Полупроводниковые приборы, Москва, Энергоатомиздат, 1990, 576 с.

137. Фотоника, сб. статей под ред. Балкански М. и Лалемана П., Москва, изд. Мир, 1978, 415 с.

138. Арсенид галлия в микроэлектронике, под редакц. Айнспрука Н., Уиссмена У., Москва, Мир, 1988, 555 с.

139. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения, под ред. П. Йесперса, Ф. Ван де Виле, М. Уайта, М, Мир, 1979, 573 с.

140. Атабеков Г.И., Теоретические основы электротехники, Москва, изд. Энергия, 1964, ч. 1, 311 с.

141. Берг А., Дин П., Светодиоды, Москва, Мир, 1979, 650 с.

142. Красилов А.В., Трутко А.Ф., Методы расчета транзисторов, М.-Л., Энергия, 1964, 223 с.

143. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И., Микроэлектроника, Москва, Высшая школа, 1986, 464 с.

144. Колесов Л.Н., Введение в инженерную микроэлектронику, М., Советское радио, 1974, 280 с.

145. Расчет и проектирование полупроводниковых приборов, пер. с англ., М., Оборонгиз., 1963, 325 с.

146. Пожела Ю., Юцене В., Физика быстродействующих транзисторов, Вильнюс, Мокслас, 1985, 110 с.

147. Мирдель Г., Электрофизика, М, Мир, 1972, 608 с.

148. Цидильковский И.М., Электроны и дырки в полупроводниках, Москва, Наука, 1972, 640 с.

149. Стильбанс Л.С., Физика полупроводников, М., Советское радио, 1967, 451 с.

150. Ко лесников В.Г., Никишин В.И., Сыноров В.Ф. и др., Кремниевые планарные транзисторы, М., Сов. радио, 1973.

151. Гутников B.C., Интегральная электроника в измерительных устройствах, Ленинград, Энергоатомиздат, 1988, 303 с.

152. Лысенко А.П., Механизм возникновения пульсаций тока в БИСПИН -преобразовательном элементе нового типа. Измерительная техника, 1998, №9, 28-31.

153. Лысенко А.П., Два режима пульсаций преобразовательного элемента на БИСПИН-приборе, Микроэлектроника, 1999, том 28, № 2, с. 148-154.

154. Лысенко А.П. (отв. исп. работы), Развитие модели аналого-цифрового преобразователя и оптимизация параметров конструкции БИСПИН-прибора, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1994, РК №01950001216, ИК №02950000632, 18с.

155. Лысенко А.П., Процессы, протекающие в датчике светового потока на БИСПИН-приборе в режиме ожидания входного сигнала, НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-99), Гурзуф, май 1999.

156. Рывкин С.М., Фотоэлектрические явления в полупроводниках, Москва, изд. Физ.-мат. Лит., 1963, 494 с.

157. Панков Ж., Оптические процессы в полупроводниках, Москва, изд. Мир, 1973, 456 с.

158. Викулин И.М., Стафеев В. И., Физика полупроводниковых приборов, М., Советское радио, 1980, с. 10.

159. Вологдин Э.Н., Лысенко А.П., Радиационная стойкость биполярных транзисторов, учебное пособие, М., МГИЭМ, 2000, 101 с.

160. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г., Физика полупроводников,

161. Пономарев М.Ф., Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА, Москва, Радио и связь, 1982, 288 с.

162. Лысенко А.П., Стационарно запертое состояние БИСПИН-прибора нового элемента АЦП для оптоэлектроники, Известия высших учебных заведений, Электроника, 1999, № 3, с.35-40.

163. Агаханян Т. М., Зависимость тока рекомбинации генерации и коэффициента инжекции электронно-дырочного перехода от напряжения прямого смещения, Радиотехника и электроника, 1966, т. 11, №2.

164. Chang V. F., Thompson Н. W., Резкие и диффузионные р-п переходы,. Appl. Phys., 1963, 34, 3137.

165. Лысенко А.П., Диаграмма состояний БИСПИН-прибора нового элемента АЦП для оптоэлектроники, Известия высших учебных заведений, Электроника, 1999, № 4, с. 16-20.

166. Лысенко А.П., Амплитуда выходного импульса в АЦП на БИСПИН- приборе., Всероссийская НТК «Микро- и наноэлектроника-98», (МНЭ-98), Звенигород, октябрь 1998.

167. Лысенко А.П., Четыре стадии проводящего состояния датчика светового потока на БИСПИН-приборе в режиме пульсаций., НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-99), Гурзуф, май 1999.

168. Лысенко А.П., Мома Ю.А., Ерофеева H.A., Стабильность частоты генерации датчика освещенности на основе БИСПИН-структуры,

169. НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-96), Гурзуф, май 1996.

170. Лысенко А.П., Мома Ю.А., Ерофеева Н.А., Влияние температуры на передаточную характеристику датчика светового потока на БИСПИН-структуре, НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Датчик-98), Гурзуф, май 1998.

171. Лысенко А.П. (руков. работы), Исследование влияния размеров локального транзистора в БИСПИН-приборах на процессы переключения, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1995, РК №01970003328, ИК №02970002309, 27с.

172. Лысенко А.П. (руков. работы), Развитие физической и математической моделей работы БИСПИН-структуры, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1997, РК №01970009391, ИК №02980005134, 29с.

173. Разевич, Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат, DESIGN CENTER PSpice, M., 1996, «СК Пресс», 268 с.

174. Носов Ю.Р., Физические основы работы полупроводникового диода в импульсном режиме, М., Наука, 1968, 263 с.

175. Каретников И.А., Соловьев А.К., Чарыков Н.А., Усилительные и логические устройства, лабораторный практикум по курсу «Теоретические основы микросхемотехники», М., МЭИ, 1992, 86 с.

176. Hauser J.R., Junction Field Effect Transistors, in Burger R.M., Donovan R.P., Eds., Fundamental of Silicon Integrated Device Technology, Vol.2, Prenice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1968, Chap.3.

177. Brokemuel R.R., Analysis of Field Effect Transistors with Arbitraiy Charge Distribution, IEEE Trans, Electron Devices, ED-10, 31 (1963).

178. Лысенко А.П., Мома Ю.А., Датчик светового потока на основе нового типа полупроводникового прибора БИСПИН структуры. Приборы и системы управления, 1997, № 7, с.38-42.

179. Лысенко А.П., Переходные процессы в БИСПИН-приборе при подаче импульса освещенности, Известия высших учебных заведений, Электроника, 1999, № 6, с. 24-29.

180. Лысенко А.П., Переходные процессы в БИСПИН-приборе при подаче импульса напряжения питания, Микроэлектроника, 2000, том 29, №2, с. 136-142.

181. Лысенко А.П. (руков. работы), Развитие теории БИСПИН-приборов в импульсных режимах работы, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1990, РК №01900037850, 21с.

182. Вильф, А.П. Лысенко, Н.М. Миль, Звуковая неустойчивость в полупроводнике в сильном и неоднородном электрическом поле, Электронная техника, сер.2, Полупроводниковые приборы, вып. 5(62), 1971, с. 58-65.

183. Вильф Ф.Ж., Кудинова Н.Е., Лысенко А.П., Миль Н.М., Отрицательная дифференциальная проводимость германия в неоднородном электрическом поле, Электронная техника, сер.2, Полупроводниковые приборы, вып. 3(67), 1972, с. 83-87.

184. Вильф Ф.Ж., Кудинова Н.Е., Лысенко А.П., Миль Н.М., Отрицательная дифференциальная проводимость кремния в неоднородном электрическом поле, УФЖ, т.ХУШ, № 2, 1973, с.303-305.

185. Дмитриев В.В., Лысенко А.П., Мома Ю.А., Особенности вольтамперной характеристики омического контакта малого диаметра при больших плотностях тока, Электронная техника, сер.2, Полупроводниковые приборы, вып. 7(99), 1975, с. 3-14.

186. Дмитриев В.В., Лысенко А.П., Труды МИЭМ, 1974, вып.40, с. 166-171.

187. Вильф Ф.Ж., Дмитриев В.В., Жилина Е.С., Лысенко А.П., Труды МИЭМ, 1974, вып.40, с. 166-171.

188. Лысенко А.П. (отв. исп. работы), Исследование нестабильности высоковольтных транзисторов, герметизированных в пластмассу, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1991, PK №01890051049, ИК №02910042806, 62с.

189. Smith R.W., Phys. Rev. Lett., v.9, p.87, 1962.

190. Hutson A.R., White D.L., J. Appl. Phys., 33, p.40, 1962.

191. White D.L., J. Appl. Phys., 33, p.2547, 1962.

192. Камке Э., Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям, М., Наука, 1971, 652 с.

193. Конуэлл Э., Кинетические свойства полупроводников в сильных электрических полях, Москва, изд. Мир, 1970, 384 с.

194. Ryder E.J., Phys. Rev., 90, 766 (1953).

195. Prior A.C., Phys. Chem. Solids, 12,175 (1960).

196. Валиев K.A., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В., Применение контакта металл-полупроводник в электронике, М., Радио и связь, 1981, 303 с.

197. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В., Полупроводниковая электроника, справочник, Киев, Наукова думка, 1975, 704 с.

198. Лысенко А.П. (отв. исп. работы), Теоретическое исследование предельных параметров аналого-цифрового преобразователя и оптимизация параметров конструкции БИСПИН-прибора, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1994, РК №01950001216, ИК №02950000632, 27с.

199. Лысенко А.П. (руков. работы), Новые приборы микроэлектроники, научно-технический отчет, М., МИЭМ, 1998, РК № 01980007726, ИК № 02990001479, 49с.

200. Мома Ю.А., Полупроводниковые приемники излучения (учебное пособие), М., МИЭМ, 1988, 54 с.