Пространственно-временная динамика электронно-дырочной плазмы в лавинных импульсных диодах субнаносекундного диапазона на основе кремния и арсенида галлия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат наук Иванов Михаил Сергеевич

• Иванов Михаил Сергеевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Иванов Михаил Сергеевич

Введение

Глава 1. Обзор литературы, численные методы и модели

1.1 Задержанный ударно-ионизационный пробой p — n перехода

1.2 Исследования субнаносекундного переключения кремниевых диодных обострителей

1.3 Задержанный ударно-ионизационный пробой в арсениде галлия

1.4 Биполярный эффект Ганна в приборах импульсной силовой электроники на основе GaAs

1.5 Диодный обостритель в коаксиальном тракте

1.6 Численные методы и модели

1.6.1 Моделирование в TCAD Silvaco

1.6.2 Моделирование в программе Виллема Хундсдорфера

1.6.3 Методика моделирования неоднородного переключения

1.7 Заключение и постановка задачи диссертации

Глава 2. Кремниевый диодный обостритель - возможные

механизмы сверхбыстрого переключения

2.1 Введение

2.2 Пространственно-временные моды задержанного

лавинного пробоя

2.3 TRAPATT-фронт ударной ионизации

2.4 «Колмогоровские» ионизационные фронты

2.5 Квазиоднородный ударно-ионизационный пробой

2.6 Неоднородное переключение в режиме «back-stroke»

2.7 Обсуждение результатов

2.8 Выводы

2.9 Заключение

Глава 3. Модель диодного обострителя в коаксиальном тракте

3.1 Введение

3.2 Размещение диодного обострителя в коаксиальном тракте

3.3 Соотношения между амплитудами импульсов

в коаксиальном тракте

3.4 Соотношения между экспериментально измеряемыми величинами

3.5 Коэффициенты прохождения и отражения. Амплитуды

волн в тракте

3.6 Заключение

Глава 4. Субнаносекундное переключение кремниевого диодного

обострителя. Численное моделирование vs. эксперимент

4.1 Введение

4.2 Эксперименты и моделирование

4.3 Внутренняя пространственно-временная динамика: шнуровое переключение, вторичный пробой и циркуляционный ток

4.4 Релаксация пассивной части диода после переключения

4.5 Температурные зависимости и источник начальных носителей

4.6 Аналитическая оценка времени переключения в режиме back-stroke

4.7 Фундаментальные ограничения диффузионно-дрейфовой модели

4.8 Выводы к главе

4.9 Заключение

Глава 5. Динамика электронно-дырочной плазмы

в обратносмещенных кремниевых диодах после

переключения

5.1 Введение

5.2 Одномерное изотермическое моделирование

5.3 Внутренняя динамика диода. Двойная лавинная инжекция

5.4 Двумерное моделирование: изотермическое шнурование тока

5.5 Джоулев саморазогрев и миграция токового шнура

5.6 Обсуждение результатов и выводы

5.7 Заключение

Глава 6. Самоподдержание проводимости в обратносмещенных

GaAs диодах

6.1 Введение

6.2 Открытие lock-on эффекта в GaAs диодах

6.3 Оценка времени рассасывания заряда

6.4 Результаты моделирования. Биполярные домены Ганна

6.5 Катодный и анодный домены

6.6 Эффект джоулева саморазгрева шнура в режиме lock^n

6.7 Условие на формирование ионизирующих биполярных

доменов Ганна

6.8 Обсуждение

6.9 Результаты

6.10 Заключение

Глава 7. Субнаносекундное лавинное переключение

арсенидгаллиевых диодов

7.1 Введение

7.2 Задержанное переключение GaAs диодов

7.3 Результаты эксперимента

7.4 Результаты моделирования: биполярные домены Ганна

и механизм переключения со сверхзадержкой

7.5 Сравнение переключения кремниевых и арсенидгаллиевых диодов. Обсуждение результатов

7.6 Выводы

7.7 Заключение

Заключение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пространственно-временная динамика электронно-дырочной плазмы в лавинных импульсных диодах субнаносекундного диапазона на основе кремния и арсенида галлия»

Введение

Открытие в ФТИ им. А.Ф. Иоффе явления задержанного ударно-ионизационного переключения высоковольтных р — п переходов [1] положило начало субнаносекундной импульсной полупроводниковой электронике большой мощности. Это научно-техническое направление продолжает развиваться по сей день [2—11]. Формирование киловольтных субнаносекундных перепадов напряжения необходимо в таких областях как сверхширокополосная радиолокация и радиолокация через препятствия, ускорительная техника, радиоэлектронное противодействие, системы очистки промышленных газов и накачка лазеров [2; 12—14]. Важнейшим и исторически первым полупроводниковым прибором, разработанным для формирования субнаносекундного переднего фронта коротких импульсов, является кремниевый диодный обост-ритель импульсов (ДО) [12; 15]. Его функционирование основано на явлении задержанного лавинного пробоя р— п-перехода в сильных электрических полях (около 300 кВ/см), значительно превосходящих эффективный порог ударной ионизации в кремнии (примерно 200 кВ/см).

Задержанный лавинный пробой происходит при приложении к диодной р+ — п — п+ структуре и последовательной омической нагрузке киловольтного импульса обратного напряжения с настолько большой скоростью нарастания (более 1 кВ/нс), что инициированный тепловыми носителями стационарный пробой не успевает развиться [1]. Напряжение на диоде достигает величины, примерно вдвое превосходящей напряжение стационарного лавинного пробоя. После этого прибор за время около ста пикосекунд переключается в проводящее состояние с низким остаточным напряжением. Время переключения ДО на порядок меньше времени ^^пролета носителя с насыщенной скоростью через базу диода толщиной W (при типичном для высоковольтного кремниевого диода значении W ^ 100 мкм пролетное время превышает наносекунду), в силу чего такое переключение называют сверхбыстрым. Таким образом, задержанный пробой представляет собой особый динамический режим лавинного пробоя высоковольтного р-п перехода.

Задержанное ударно-ионизационное переключение было обнаружено в кремнии [1] и арсениде галлия [16]. Недавно появились сообщения

о реализации этого режима пробоя в карбиде кремния [9; 10]. В настоящей диссертационной работе исследуются ДО на основе Si и GaAs. В GaAs ДО обнаружены новые ударно-ионизационные явления, связанные с отрицательной дифференциальной подвижностью электронов и ионизирующими биполярными доменами Ганна [17; 18]. Эти явления, невозможные в кремнии, делают арсенид галлия уникальным материалом для изготовления приборов импульсной сильноточной электроники.

Динамика сверхбыстрого возникновения электронно-дырочной плазмы (ЭДП), обеспечивающей проводящее состояние ДО, и дальнейшая эволюция ЭДП после переключения до сих пор не полностью изучены. Это отражает в целом недостаточное понимание механизма задержанного ударно-ионизационного переключения. Так, уже первая работа по численному моделированию диодных обострителей [19] указала на необходимость пересмотра предложенного И.В. Греховым и А.Ф. Кардо-Сысоевым механизма переключения, основанного на возбуждении плоского фронта ионизации TRAPATT-типа [20]: скорость TRAPATT-фронта оказалась недостаточной для объяснения времени переключения диода. Остается также открытым теоретически и практически важный вопрос об однородности распределения ЭДП по площади поперечного сечения прибора как на этапе переключения, так и на этапе пропускания тока.

Быстротечность процесса переключения (около 100 пс) не позволяет экспериментально исследовать внутреннюю динамику в кремниевых приборах и затрудняет такие исследования в приборах на основе арсенида галлия. Сочетание высоких напряжений c малыми временами делает точные измерения переходных характеристик сложной задачей [6]. В этом состоит одна из причин неудовлетворительного понимания физики сверхбыстрого переключения ДО. Сильная нелинейность и неодномерность процессов в обострителе ограничивают возможность развить аналитическую теорию. В силу этого, в согласии с общей тенденцией современной физики распределенных нелинейных активных сред, на первый план выходит имитационное численное моделирование, проводимое в тесном контакте с экспериментом. Недавние экспериментальные работы по кремниевым [6] и арсенидгаллиевым ^7; 5] ДО предоставили новые важные данные для анализа процесса переключения и сравнения с моделированием. В работе [6] и предшествующих работах [4; 5] впервые с высоким

временным разрешением независимо и одновременно были измерены как ток, так и напряжение на высоковольтном кремниевом ДО при 100-пикосекундном переключении. Это позволило провести сравнение с экспериментом на качественно новом уровне. В работе [А7] соавтором диссертанта А.В. Рожковым было экспериментально обнаружено новое физическое явление - длительное (до 100 нс) самоудержание («залипание», или 1оск-оп) обратносмещенного арсенидгаллиевого ДО в проводящем состоянии после переключения. Объяснение залипания в рамках имеющихся представлений о лавинном пробое невозможно. Эксперименты [А7; 5; 6] стимулировали настоящую диссертационную работу.

Значительная часть открытых вопросов относится к динамике созданной в обострителе ЭДП после переключения — «постпробойной» динамике. Традиционно ДО рассматривается в контексте обострения переднего фронта коротких наносекундных импульсов. Для коммутации более длинных импульсов обычно применяются четырехслойные динисторные структуры [21]. Возможность коммутации обострителем импульсов длиннее нескольких наносекунд, а тем более импульсов субмикросекундной длительности, ранее не изучалась. Считалось, что максимальная длительность протекающего через ДО тока ограничивается дрейфовым рассасыванием ЭДП из базы диода [12; 15] по механизму Бенда-Шпенке [22] и поэтому не превышает единиц наносекунд. Вопрос о возможности поддержания проводящего состояния ДО при коммутации квазипрямоугольных импульсов субмикросекундной длительности за счет явлений двойной лавинной инжекции и, в случае арсенида галлия, ударной ионизации в биполярных доменах Ганна оставался открытым.

Целью настоящей работы является исследование нелинейной динамики неравновесной электронно-дырочной плазмы в высоковольтных кремниевых и арсенидгаллиевых диодах, переключаемых в проводящее состояние быст-ронарастающим импульсом обратного напряжения. Задачей исследования является численное моделирование процесса переключения и постпробойной динамики, сравнение с экспериментом и определение физических механизмов субнаносекундного переключения и поддержания проводящего состояния.

Научная новизна:

1. На основании сравнения результатов численного моделирования и эксперимента определены механизмы переключения кремниевых

и арсенидгалливых диодных обострителей. Численное моделирование проведено с учетом как пространственной неоднородности по площади, так и волновых процессов в коаксиальном тракте, что позволило провести количественное сравнение результатов моделирования с экспериментом.

2. Показана возможность удержания проводящего состояния об-ратносмещенного кремниевого диодного обострителя после сверхбыстрого переключения за счет двойной лавинной инжекции. Описана динамика шнурования тока и спонтанная миграция токового шнура.

3. Сопоставление полученных численным моделированием результатов с экспериментом позволило сделать вывод о неоднородности процесса переключения по площади диода и о ее определяющей роли как в быстродействии прибора, так и в явлении удержания проводящего состояния после переключения.

4. Дано последовательное самосогласованное описание процессов переключения диодного обострителя и волновых процессов в коаксиальном тракте, содержащем обостритель.

5. Установлена определяющая роль ионизирующих биполярных доменов Ганна в субнаносекундном переключении и длительном удержании высокопроводящего состояния обострительных диодов на основе ар-сенида галлия.

Методология и методы исследования. Основным методом исследования, применявшимся в диссертационной работе, является имитационное численное моделирование физических процессов в приборе путем совместного решения уравнений диффузионно-дрейфовой модели, уравнения Пуассона и уравнений для внешней цепи. Для моделирования ДО применялись программный пакет TCAD Silvacо и программное обеспечение, разработанное В. Хундсдорфером (1954-2017), CWI, Амстердам. Полученные результаты сопоставлялись с экспериментальными результатами, полученными соавторами.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Субнаносекундное переключение исходно обедненного высоковольтного кремниевого диода, инициируемое быстрым ростом обратного напряжения, происходит на малой части площади поперечного сече-

ния прибора. Время переключения определяется временем разряда пассивной части структуры через уже сформированные проводящие каналы вследствие протекания внутреннего циркуляционного тока, а не временем формирования проводящих каналов.

2. В диодах на основе арсенида галлия субнаносекундное переключение, инициируемое быстрым ростом обратного напряжения, обусловлено генерацией электронно-дырочной плазмы ионизирующими биполярными доменами Ганна в узких токовых шнурах. Данный механизм переключения качественно отличается от механизма переключения кремниевых диодов и объясняет экспериментально наблюдаемое переключение GaAs структур с аномально большой (несколько наносекунд) задержкой.

3. Генерация неравновесных носителей в ионизирующих биполярных доменах Ганна способна в течение длительного времени поддерживать проводящее состояние диода на основе арсенида галлия, смещённого в обратном направлении, при низком остаточном напряжении. Это время многократно превышает времена рекомбинации и дрейфового рассасывания неравновесных носителей из базы диода и ограничено джоулевым саморазгревом.

Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью применяемых физических моделей, использованием апробированных методик численного моделирования, количественным согласием с полученными соавторами экспериментальными данными, выборочным проведением численного моделирования разными методами, внутренней физической согласованностью всей совокупности полученных результатов.

Теоретическая и практическая значимость. В диссертации предложены и обоснованы механизмы субнаносекундного переключения диодных обострителей на основе кремния и арсенида галлия, описана динамика этих приборов после переключения при коммутации импульсов субмикросекунд-ной длительности, дано объяснение эффекта длительного самоудержания в проводящем состоянии обострителя на основе арсенида галлия. Эти результаты имеют практическую значимость для разработки мощных быстродействующих импульсных диодов. Исследования биполярного эффекта Ганна в арсенидгаллиевых диодных обострителях, выявившие роль этого эф-

фекта в переключении и самоудержании прибора в проводящем состоянии, представляют общефизический интерес для нелинейной физики и физики полупроводниковых приборов.

Личный вклад автора состоит в участии в постановке задач, анализе результатов, подготовке публикаций и полностью самостоятельном решении всех задач численного моделирования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 10 конференциях: Международная конференция ФизикА.СПб (Санкт-Петербург, 2019, 2020, 2022 гг.); Международная зимняя школа по физике полупроводников (Санкт-Петербург, 2020); IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (2021, Алтайский край); XVIII, XXII, XXIV Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2017,2020, 2022 гг.); XV Российская конференция по физике полупроводников (Нижний Новгород, 2022), XVI Российская конференция по физике полупроводников (Санкт-Петербург, 2024).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 10 статьях в рецензируемых научных журналах, 10 напечатаны в журналах, рекомендованных ВАК, 8 - в периодических научных журналах, индексируемых Web of Science и Scopus.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, семи глав, заключения и списка литературы. Она содержит 127 страниц, 34 рисунка. Список литературы включает 114 наименований.

Глава 1. Обзор литературы, численные методы и модели

1.1 Задержанный ударно-ионизационный пробой p — n перехода

В 1979 году в ФТИ им. Иоффе И.В. Греховым и А.Ф. Кардо-Сысоевым было открыто явление сверхбыстрого задержанного ударно-ионизационного переключения полупроводниковых диодов [1]. На этом принципе были созданы мощные сверхбыстрые полупроводниковые ключи субнаносекундного диапазона — кремниевые диодные обострители (ДО). В англоязычной литературе ДО стали известны как Silicon Avalanche Sharpeners (SAS). ДО имеют время переключения около 100 пс и способны формировать в последовательной нагрузке киловольтные импульсы напряжения со временем нарастания 100 пс. В результате в субнаносекундном диапазоне полупроводниковым приборам открылась область мощностей, на четыре порядка превышающих доступные ранее [12; 15]. Это привело к появлению субнаносекундной полупроводниковой электроники большой мощности, занявшей нишу, принадлежавшую ранее газовым разрядникам. Позднее к диодным структурам добавились тиристор-ные [15], получившие название FID (Fast Ionization Dynistors) и их вариации — DLD (Deep-Level Dynistors) [21] и SID (Shock-Ionized Dynistors) [23]. Недавно было исследовано субнаносекундное переключение промышленных высоковольтных тиристоров в режиме задержанного ударно-ионизационного пробоя [24; 25].

Явление задержанного лавинного пробоя наблюдается при приложении к p+ — n — n+ диоду киловольтного импульса обратного напряжения с высокой скоростью нарастания ~ 1 кВ/нс [1]. В таких условиях время подъема напряжения меньше (или сравнимо) со временем тепловой генерации носителей в обедненной области диода, что делает возможным динамическое превышение напряжения стационарного лавинного пробоя приблизительно в два раза. В результате ударная ионизация развивается в чрезвычайно сильных полях 300 кВ/см, что в полтора раза больше порога ударной ионизации). Это создает условия для быстрой генерации электронно-дырочной плазмы и сверх-

быстрого (100 пс) переключения в проводящее состояние с низким остаточным напряжением.

Главной загадкой этого явления стал сверхбыстрый характер переключения, которое происходит за время, на порядок меньшее пролетного времени носителей через базу диода с предельно возможной насыщенной скоростью vs ~ 107см/с. Для типичной толщины базы ~ 100 мкм пролетное время составляет 1 нс. В качестве возможного механизма сверхбыстрого переключения сразу же после его открытия [20] был предложен пробег плоского фронта ударной ионизации, аналогичный известному ранее в TRAPATT диодах [26]. Механизм сверхбыстрого движения TRAPATT-фронта таков. В диоде с достаточно большим легированием базы профиль электрического поля имеет треугольный вид с выраженным максимумом у р — п-перехода. При наличии малых концентраций затравочных носителей, распределенных однородно по объему базы диода, — так называемой предыонизации — ударная ионизация начинается в области максимального поля, заполняя эту область базы неравновесными носителями. Образовавшаяся электронно-дырочная плазма (ЭДП) экранирует электрическое поле и вытесняет его максимум вглубь базы диода. Этот волновой процесс продолжается до тех пор, пока вся база диода не окажется заполненной носителями, а напряжение на диоде не упадет.

Однако концепция TRAPATT-волны столкнулась с количественными трудностями, предсказанными уже в первой работе по численному моделированию диодных обострителей [19] и подтвержденными впоследствии аналитической теорией TRAPATT-фронта [27; 28]. Оказалось, что скорость плоского фронта ударной ионизации V/, несмотря на превышение насыщенной скорости носителей vs в кремнии в несколько раз, все же недостаточна для того, чтобы объяснить переключение диода за 100 пс. В релевантных электрических полях V/ « 3..4 vs, тогда как времени переключения 100 пс отвечала бы скорость плоского TRAPATT фронта V/ « 10 vs. Рассчитанная в [19] временная зависимость падения напряжения на диоде не соответствовала эксперименту. Эти несоответствия частично удалось преодолеть в численном моделировании в предположении о неоднородном по площади переключении прибора в работе [29]. Полная площадь прибора разбивалась на активную часть, в которой идут процессы ударной ионизации, и пассивную балластную часть, которая заменялась на параллельно подключенную емкость [29]. Оказалось,

что неоднородное по площади переключение происходит значительно быстрее однородного. Систематически влияние площади пассивной части на переключение было исследовано в работе [30], где в расчеты была включена модель появления затравочных носителей за счет термополевой эмиссии электронов с глубоких центров [31]. Недавно было установлено [А1; 8], что в р — г — п диодах с низким уровнем легирования базы N<1 < 1012 см-3 также реализуется сверхбыстрое переключение, хотя ТКАРАТТ-волна в них существовать не может. Таким образом, оказалось, что механизм переключения диодного обострителя требует тщательного пересмотра.

1.2 Исследования субнаносекундного переключения кремниевых диодных

обострителей

Несмотря на успехи в приложениях, фундаментальные исследования явления задержанного лавинного пробоя до сих пор были недостаточными для понимания его физических механизмов. Экспериментальное исследование переключения диодных обострителей представляет собой нетривиальную задачу, поскольку высокое напряжение сочетается в этих приборах со сверхкороткими временами переключения. Только в последнее десятилетие были выполнены одновременные и независимые измерения как напряжения на ДО, так и тока через него с высоким временным разрешением [4—6]. Отсутствуют экспериментальные методы исследований и визуализации внутренней пространственно-временной динамики электронно-дырочной плазмы в ДО на стадии переключения. Только в ДО на основе арсенида галлия было экспериментально исследовано пространственное распределение и временная кинетика рекомбинационного излучения [32—34].

Теоретическое исследование явления существенно осложняется нелинейностью и пространственной неодномерностью задачи. Главным источником нелинейности служит зависимость коэффициентов ударной ионизации от электрического поля. Невозможность в общем случае свести задачу к одномерной связана с неоднородностью переключения по площади прибора. Неоднородность переключения может быть обусловлена несколькими независимыми

причинам или их сочетанием. Первая — неоднородное распределение затравочных носителей по площади ДО. Вторая — неоднородность электрического поля по площади прибора, вызванная быстрым увеличением обратного напряжения. Третья — поперечная неустойчивость фронта ударной ионизации относительно длинноволновых [35] и коротковолновых [36] флуктуаций. Четвертая — технологические неоднородности полупроводниковой структуры [37]. Одномерная теория плоского TRAPATT-фронта для реалистичных полевых зависимостей коэффициентов ударной ионизации была разработана в работах [27; 28] и позволила связать скорость фронта ионизации, концентрацию плазмы за фронтом и максимальное электрическое поле в волне с параметрами полупроводника. Построить неодномерную аналитическую теорию ударно-ионизационного переключения диодной структуры конечных размеров, по-видимому, не представляется возможным. В этих обстоятельствах особенно важным становится численное моделирование переключения диодных обострителей, нацеленное на достижение согласия с экспериментами.

Для физики явления задержанного ударно-ионизационного переключения особое значение имеет проблема затравочных носителей. Для начала ударной ионизации необходимо присутствие хотя бы небольшого количества носителей, способных запустить процесс лавинного умножения. Но в обедненной базе до начала переключения присутствуют лишь единичные тепловые носители, стохастически возникающие вследствие термогенерации. Количество этих тепловых носителей было оценено на основе тока утечки, что дало концентрацию не более 106 см-3 [19; 29]. Такое значение концентрации формально отвечает только малым долям носителя во всем объеме базы. Таким образом, тепловые носители не могут инициировать детерминированное лавинное переключение даже при комнатной температуре, а тем более при азотных температурах, при которых диодные обострители функционируют ничуть не хуже, чем при комнатных [38]. Условия и механизм генерации затравочных носителей определяют, каких перенапряжений структуры можно достичь, а также насколько переключение однородно по площади. Источник затравочных носителей до сих пор достоверно не установлен и является предметом дискуссий [6]. Далее обсуждаются некоторые возможные механизмы.

Хорошо известно, что лавинное переключение диодного обострителя начинается, когда напряжение на приборе приблизительно вдвое превышает

напряжение стационарного пробоя [1; 6; 12]. При таком значении обратного напряжения электрическое поле достигает 300 кВ/см, что на 50% превышает эффективный порог ударно-ионизационного пробоя в кремнии. Пренебрежимо малый джиттер (кратковременная временная нестабильность от импульса к импульсу) указывает на то, что механизм запуска является детерминированным [1; 6; 12].

В литературе рассматривались различные механизмы такого запуска. Ударная ионизация основными носителями заряда в необедненной части базы была предложена в качестве запускающего механизма в [38] сразу после открытия эффекта. Дальнейшие исследования показали, что этот механизм эффективен только в случае очень быстрого увеличения обратного напряжения и низкого начального смещения в структурах большой толщины [39]. Однако этот механизм не объясняет переключение в случае исходно обедненной структуры. Случай исходного обеднения относится как к оригинальным экспериментам Грехова и Кардо-Сысоева [1], в которых обеднение достигалось за счет начального смещения, так и к недавним экспериментам В.И. Брылевского [4—6], в которых запускающий импульс напряжения имел медленно нарастающую начальную часть, предшествующую быстрому росту напряжения.

Случай сверхбыстрого переключения диодной структуры без начального смещения был недавно подробно рассмотрен в работе [11], в которой на основании сравнения эксперимента с численным моделированием исследовалась зависимость степени однородности процесса переключения по площади диода от скорости увеличения обратного напряжения йи¡йЪ. В этом случае структура исходно не обеднена, и в соответствии с предсказанием работы [39] ударная ионизация основными носителями может служить источником затравочных носителей, ответственных за запуск сверхбыстрого переключения. В работе [11] сделан вывод о том, что с ростом йи¡йЪ переключение становится более однородным, стремясь в пределе к полностью однородному. Была также предложена эмпирическая формула, описывающая зависимость степени нооднородности переключения от йи/йЪ и уровня легирования базы диода [11].

Отметим, что субнаносекундное ударно-ионизационное переключение, инициированное быстрым ростом приложенного напряжения, было также обнаружено в п+ — п — п+ структурах, вообще не содержащих р — п переходы [40—44]. Время переключения таких структур (около 200 пс) больше, чем для

диодных структур, а эффект обострения запускающего импульса отсутствует. Очевидно, что в отсутствии р — п перехода начальное смещение приложить невозможно, так что в начальный момент п+ — п — п+ структура полностью заполнена основными носителями. Характерно, что для п+ — п — п+ структур сравнение эксперимента с численным моделированием [41] указывает на полную однородность переключения по площади структуры. Этот вывод не представляется удивительным, поскольку в случае п+ — п — п+ структур основные носители большой концентрации распределены по всему объему структуры, а поле, достигающее за счет большой величины би/б,1 высоких значений, относительно однородно по длине базы. В целом, с точки зрения выяснения механизма запуска случай исходно необедненных структур представляется более простым, чем случай исходно обедненных.

Теоретические расчеты показывают, что в обедненной области базы диода затравочные носители могут быть созданы стимулированной полем ионизацией глубоких центров Саа, обнаруженных в структурах ДО [31; 45; 46]. Вследствие малого сечения захвата дырки эти центры являются рекомбинационно-пассивными ловушками [46]. Поэтому значительные концентрации (1012..1013 см—3) возможны в материале с большим временем жизни неравновесных носителей (>10 мкс). Однако, согласно недавним экспериментам и DLTS измерениям [6], наличие таких центров не является необходимым условием для успешного переключения в режиме задержанного ударно-ионизационного пробоя. Вероятным источником затравочных носителей является поверхность полупроводниковой структуры [6], а именно межзонное туннелирование с помощью неконтролируемых поверхностных уровней, находящихся в середине запрещенной зоны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванов Михаил Сергеевич, 2025 год

Список литературы

1. Грехов, И. В. Формирование субнаносекундных перепадов тока при задержке пробоя кремниевых рп-переходов / И. В. Грехов, А. Ф. Кардо-Сысоев // Письма в Журнал технической физики. — 1979. — Т. 5, № 15. — С. 950-953.

2. Grekhov, I. V. Pulse power generation in nano- and subnanosecond range by means of ionizing fronts in semiconductors: the state of the art and future prospects /1. V. Grekhov // IEEE Transactions on Plasma Science. — 2010. — Vol. 38, no. 5.—P. 1118.

3. Пикосекундное переключение тока высокой плотности (60 кА/см2) кремниевым коммутатором на основе сверхбыстрого фронта ионизации / А. И. Гусев [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2014. - Т. 48, № 8. - С. 1095-1106.

4. Субнаносекундное лавинное переключение высоковольтных кремниевых диодов с резкими и плавными pn-переходами / В. И. Брылевский [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 2014. — Т. 40, № 8. — С. 80-87.

5. Picosecond-range avalanche switching of high-voltage diodes: Si versus GaAs structures / V. Brylevskiy [et al.] // IEEE Transactions on Plasma Science. — 2016. — Vol. 44, no. 10. — P. 1941—1946.

6. Delayed avalanche breakdown of high-voltage silicon diodes: Various structures exhibit different picosecond-range switching behavior / V. Brylevskiy [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2017. - Vol. 122. - P. 185701.

7. Исследование кремниевых диодов в режиме переключения волной ударной ионизации / С. В. Коротков [и др.] // Приборы и техника эксперимента. - 2018. - № 4. - С. 36-40.

8. A fast avalanche Si diode with a 517 ^m low-doped region / A. S. Kesar [et al.] //Applied Physics Letters. — 2020. — Vol. 117, no. 1. — P. 013501.

9. Demonstration of Picosecond 4H-SiC Diode Avalanche Shaper With Voltage Rise Rate of 11.14 kV/ns and Peak Power Density of 62 MW/cm2 / Y. Zhou [et al.] // IEEE Transactions on Power Electronics. — 2022. — Vol. 37, no. 4. — P. 3724—3727.

10. Direct comparison of silicon carbide and silicon diode avalanche shaper in multi-pulse applications / D. Guo [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 2023. - Vol. 603. - P. 127007.

11. Пространственная неоднородность ударно-ионизационного переключения силового кремниевого диода / С. К. Любутин [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2023. — Т. 57, № 7. — С. 594—602.

12. Kardo-Sysoev, A. F. New power semiconductor devices for generation of nano- and subnanosecond pulses / A. F. Kardo-Sysoev // Ultra-Wideband Radar Technology. — Boca Raton : CRC Press, 2001. — Chap. 9. P. 205—290. — Ed. by James D. Taylor.

13. Kesar, A. S. Underground anomaly detection by electromagnetic shock waves / A. S. Kesar // IEEE transactions on antennas and propagation. — 2010.-Vol. 59, no. 1.-P. 149-153.

14. Conversion of CH4/CO2 by a nanosecond repetitively pulsed discharge / M. Scapinello [и др.] // Journal of Physics D: Applied Physics. — 2016. — Т. 49, № 7. — С. 075602.

15. Тучкевич, В. М. Новые принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами / В. М. Тучкевич, И. В. Грехов. — Л. : Наука, 1988. — 115 с.

16. Формирование высоковольтных перепадов напряжения пикосекундного диапазона на арсенидгалиевых диодах / Ж. И. Алфёров [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 1987. — Т. 13, № 18. — С. 1089—1093.

17. Gunn, J. B. Microwave oscillations of current in III-V semiconductors / J. B. Gunn // Solid State Communications. — 1963. — Vol. 1, no. 4. — P. 88--91.

18. Vainshtein, S. ^.Ultrahigh field multiple Gunn domains as the physical reason for superfast (picosecond range) switching of a bipolar GaAs transistor / S. N. Vainshtein, V. S. Yuferev, J. T. Kostamovaara // Journal of Applied Physics. — 2005. — Vol. 97, no. 2. — P. 024502.

19. Биленко, Ю. Д. Исследование процесса переключения обратно смещенного p-n-перехода в высокопроводящее состояние с помощью моделиро-вани на ЭВМ / Ю. Д. Биленко, М. Е. Левинштейн, В. С. Юферев // Физика и техника полупроводников. — 1983. — Т. 17, № 10. — С. 1812—1816.

20. Грехов, И. В. Запаздывание пробоя и возбуждение волн ионизации в р-n-переходах / И. В. Грехов, А. Ф. Кардо-Сысоев, Л. С. Костина // Письма в Журнал технической физики. — 1979. — Т. 5, № 16. — С. 961—965.

21. Grekhov, I. V. Novel closing switches based on propagation of fast ionization fronts in semiconductors /1. V. Grekhov, S. V. Korotkov, P. B. Rodin // IEEE transactions on plasma science. — 2008. — Vol. 36, no. 2. — P. 378—382.

22. Benda, H. Reverse recovery processes in silicon power rectifiers / H. Benda, E. Spenke // Proceedings of the IEEE. — 1967. — Vol. 55, no. 8. — P. 1331-1354.

23. Korotkov, S. V. Investigations of shock-ionized dynistors / S. V. Korotkov, Y. V. Aristov, V. B. Voronkov // Instruments and Experimental Techniques. — 2019.-Vol. 62.-P. 161-164.

24. Переключение силовых тиристоров импульсом перенапряжения с нано-секундным фронтом / А. И. Гусев [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2016. — Т. 50, № 3. — С. 398—407.

25. Исследование процесса спада напряжения при ударно-ионизационном переключении силовых тиристоров / А. И. Гусев [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2017. — Т. 51, № 5. — С. 680—688.

26. DeLoach, B. Device physics of TRAPATT oscillators / B. DeLoach, D. Scharfetter // IEEE Transactions On Electron Devices. — 1970. — Vol. 17, no. 1. — P. 9-21.

27. Theory of superfast fronts of impact ionization in semiconductor structures / P. Rodin [et al.] // Journal of applied physics. — 2007. — Vol. 102, no. 3. — P. 034508.

28. Кюрегян, А. С. К теории стационарных плоских волн ударной ионизации в полупроводниках / А. С. Кюрегян // Физика и техника полупроводников. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 761—767.

29. Кардо-Сысоев, А. Ф. Моделирование быстрых ионизационных волн при пробое в кремниевых p-n-переходах / А. Ф. Кардо-Сысоев, М. В. Попова // Физика и техника полупроводников. — 1996. — Т. 30, № 5. — С. 803.

30. Родин, П. Б. Численное моделирование пространственно неоднородного переключения кремниевых диодных обострителей / П. Б. Родин, А. М. Минарский, И. В. Грехов // Письма в Журнал технической физи-ки.-2012.-Т. 38, № 11.-С. 78-87.

31. Rodin, P. Field-enhanced ionization of deep-level centers as a triggering mechanism for superfast impact ionization fronts in Si structures / P. Rodin, A. Rodina, I. Grekhov // Journal of applied physics. — 2005. — Vol. 98, no. 9. — P. 094506.

32. Вайнштейн, С. Н. Визуализация процесса субнаносекундного переключения арсенидгаллиевых диодных структур / С. Н. Вайнштейн, Ю. В. Жиляев, М. Е. Левинштейн // Письма в Журнал технической физики. - 1988. - Т. 14, № 16. - С. 1526-1530.

33. Грехов, И. В. О возможности генерации стимулированного излучения с помощью ударно-ионизационных волн в полупроводниках / И. В. Грехов, В. М. Ефанов // Письма в Журнал технической физики. — 1990. — Т. 16, № 17.-С. 9-14.

34. Субнаносекундная кинетика рекомбинационного излучения высоковольтного арсенид-галлиевого диода при ударно-ионизационном переключении / А. В. Рожков [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 2024. — Т. 50, № 6. — С. 11—14.

35. Минарский, А. М. Длинноволновая поперечная неустойчивость ударно-ионизационных волн в диодных структурах / А. М. Минарский, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 1994. — Т. 20. — С. 38.

36. Кюрегян, А. С. Поперечная неустойчивость плоского фронта быстрых волн ударной ионизации / А. С. Кюрегян // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2012. — Т. 141, № 5. — С. 983—993.

37. Jalali, H. Effects of transverse doping variations on the transient response of silicon avalanche shaper devices / H. Jalali, R. P. Joshi, J. A. Gaudet // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1998. —Vol. 45, no. 8. —P. 1761—1768.

38. Возбуждение волны ударной ионизации в «перенапряженных» pn переходах / И. В. Грехов [и др.] // Физика и Техника Полупроводников. — 1981.-Т. 51.-С. 1709.

39. Superfast fronts of impact ionization in initially unbiased layered semiconductor structures / P. Rodin [et al.] // Journal of applied physics. — 2002. — Vol. 92, no. 4. — P. 1971—1980.

40. Подольская, Н. И. Субнаносекундноe ударно-ионизационное переключение кремниевых структур без p-n-переходов / Н. И. Подольская, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2017. — Т. 43, № 11. —С. 55-62.

41. Экспериментальное наблюдение задержанного ударно-ионизационного пробоя полупроводниковых структур без p-n-переходов / В. И. Брылев-ский [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 2018. — Т. 44, №4.-С. 66-73.

42. Picosecond-range avalanche switching of bulk semiconductors triggered by steep high-voltage pulses / V. I. Brylevskiy [et al.] // IEEE Transactions on Plasma Science. — 2018. — Vol. 47, no. 1. — P. 994—999.

43. Picosecond-Range Avalanche Switching Initiated by a Steep High-Voltage Pulse: Si Bulk Samples Versus Layered pn Junction Structures / V. Brylevskiy [et al.] // physica status solidi (b). — 2019. — Vol. 256, no. 6. — P. 1800520.

44. Подольская, Н. И. Численное моделирование субнаносекундного лавинного переключения кремниевых пл+-п-пл+-структур / Н. И. Подольская, П. Б. Родин// Физика и техника полупроводников. — 2019. — Т. 53,№3. — С. 401-406.

45. Sah, C. T. Experiments on the origin of process- induced recombination centers in silicon / C. T. Sah, C. T. Wang // Journal of Applied Physics. — 1975. — Vol. 46, no. 4. — P. 1767—1776.

46. Process induced deep-level defects in high purity silicon / E. V. Astrova [et al.] // Semiconductor science and technology. — 1998. — Vol. 13, no. 5. — P. 488.

47. Silicon diodes in avalanche pulse-sharpening applications / R. J. Focia [et al.] // IEEE transactions on plasma science. — 1997. — Vol. 25, no. 2. — P. 138-144.

48. Грехов, И. В. Запуск сверхбыстрых фронтов ионизации в кремниевых диодных структурах термополевой эмиссией электронов с глубоких центров / И. В. Грехов, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2011. — Т. 37, № 18. — С. 17—25.

49. Сверхбыстрое переключение тока на основе туннельно-ударного ионизационного фронта полупроводниковым кремниевым коммутатором / С. К. Любутин [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 2005. — Т. 31, №5.-С. 36-46.

50. Kroemer, H. Theory of the Gunn effect / H. Kroemer // Proceedings of the IEEE. — 1964. — Vol. 52, no. 12. — P. 1736—1736.

51. Гельмонт, Б. Л. Домены сильного поля в диодах Ганна с двумя сортами носителей / Б. Л. Гельмонт, М. С. Шур. — 1971.

52. Гельмонт, Б. Л. Новый тип неустойчивости в полупроводнике с двумя сортами носителей - неустойчивость квазинейтральных волн / Б. Л. Гельмонт, М. С. Шур // Физика и техника полупроводников. — 1971. - Т. 5, № 6. - С. 1082-1086.

53. Investigation on properties of ultrafast switching in a bulk gallium arsenide avalanche semiconductor switch / L. Hu [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2014. — Vol. 115, no. 9. — P. 094503.

54. Lock-on physics in semi-insulating GaAs: Combination of trap-to-band impact ionization, moving electric fields and photon recycling / A. R. Chowd-hury [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2018. — Vol. 123, no. 8. — P. 085703.

55. The Mechanism of Superfast Switching of Avalanche S-Diodes Based on GaAs Doped With Cr and Fe /1. A. Prudaev [et al.] // IEEE Transactions on Electron Devices. — 2018. — Vol. 65, no. 8. — P. 3339—3344.

56. Terahertz emission from collapsing field domains during switching of a gallium arsenide bipolar transistor / S. Vainshtein [et al.] // Physical review letters. — 2007. — Vol. 99, no. 17. — P. 176601.

57. Collapsing-field-domain-based 200 GHz solid-state source / S.N. Vainshtein [et al.] //Applied Physics Letters. — 2019. — Vol. 115, no. 12. — P. 123501.

58. The physical mechanism underpinning superfast switching of GaAs S-diode / S. Vainshtein [et al.] // Solid State Communications. — 2023. — Vol. 365. — P. 115111.

59. Photoconductive semiconductor switch experiments for pulsed power applications / F. J. Zutavern [et al.] // IEEE transactions on electron devices. — 1990. — Vol. 37, no. 12. — P. 2472—2477.

60. Rosen, A. High-power Optically Activated Solid-state Switches / A. Rosen, F. J. Zutavern. — Artech House, 1994. — (Artech House optoelectronics library).

61. Полупроводниковые приборы на основе арсенида галлия с глубокими примесными центрами / С. С. Хлудков [и др.]. — 2016.

62. Schöll, E. Nonlinear spatio-temporal dynamics and chaos in semiconductors / E. Schöll. — Cambridge University Press, 2001.

63. Terahertz emission from collapsing field domains during switching of a gallium arsenide bipolar transistor / S. Vainshtein [et al.] // Physical review letters. — 2007. — Vol. 99, no. 17. — P. 176601.

64. Interferometrically enhanced sub-terahertz picosecond imaging utilizing a miniature collapsing-field-domain source / S. N. Vainshtein [et al.] // Applied Physics Letters. — 2018. — Vol. 112, no. 19.

65. Козлов, В. А. Волновой ударно-ионизационный пробой дрейфовых диодов с резким восстановлением / В. А. Козлов, А. Ф. Кардо-Сысоев, В. И. Брылевский // Физика и техника полупроводников. — 2001. — Т. 35, №5.-С. 629-632.

66. Investigation of temperature switching stability of AlGaAs/GaAs-based highvoltage superfast switches / V. I. Korol'kov [и др.] // 4th International Seminar on Power Semiconductors ISPS. Т. 98. — 1998. — С. 163.

67. Caughey, D. M. Carrier mobilities in silicon empirically related to doping and field / D. M. Caughey, R. E. Thomas // Proceedings of the IEEE. — 1967. — Vol. 55, no. 12. - P. 2192-2193.

68. Dorkel, J. M. Carrier mobilities in silicon semi-empirically related to temperature, doping and injection level / J. M. Dorkel, P. Leturcq // Solid-State Electronics. — 1981. — Vol. 24, no. 9. — P. 821—825.

69. Negative differential mobility in GaAs at ultrahigh fields: Comparison between an experiment and simulations / S. Vainshtein [et al.] // Applied Physics Letters. — 2008. — Vol. 92, no. 6.

70. Silvaco, I. ATLAS user's manual device simulation software /1. Silvaco // Santa Clara, CA. — 2010.

71. Hundsdorfer, W. Numerical solution of time-dependent advection-diffusion-reaction equations. Т. 33 / W. Hundsdorfer, J. G. Verwer. — Springer Science & Business Media, 2013.

72. Сверхмощная пикосекундная коммутация тока кремниевым обострите-лем с механизмом последовательного переключения структур / С. К. Лю-бутин [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2010. — Т. 44, № 7. - С. 962-969.

73. High-power ultrafast current switching by a silicon sharpener operating at an electric field close to the threshold of the Zener breakdown / S. K. Lyubutin [et al.] // IEEE transactions on plasma science. — 2010. — Vol. 38, no. 10. — P. 2627--2632.

74. Пространственная неоднородность ударно-ионизационного переключения силового кремниевого диода / С. К. Любутин [и др.] // Физика и техника полупроводников. — 2023. — Т. 57, № 7. — С. 594—602.

75. Колмогоров, А. Н. Исследование уравнения диффузии, соединенной с возрастанием количества вещества, и его применение к одной биологической проблеме / А. Н. Колмогоров, И. Г. Петровский, Н. С. Пискунов // Бюлл. МГУ Сер. А. Математика и механика. — 1937. — Т. 1, № 6. — С. 333--358.

76. Fisher, R. A. The wave of advance of advantageous genes / R. A. Fisher // Annals of eugenics. — 1937. — Vol. 7, no. 4. — P. 355—369.

77. Rodin, P. Impact ionization fronts in semiconductors: Superfast propagation due to nonlocalized preionization / P. Rodin, A. Minarsky, I. Grekhov // Applied Physics Letters. — 2008. — Vol. 93, no. 1. — P. 013503.

78. Rodin, P. Impact ionization fronts in semiconductors: Numerical evidence of superfast propagation due to nonlocalized preionization / P. Rodin, A. Mi-narsky, I. Grekhov // Journal of applied physics. — 2010. — Vol. 108, no. 3. — P. 034501.

79. Kyuregyan, A. S. Effect of diffusion on the velocity of stationary impact ionization waves in semiconductors / A. S. Kyuregyan // JETP Letters. — 2007. — Vol. 86, no. 5.—P. 308—312.

80. Tsyranov, S. N. / S. N. Tsyranov, S. N. Rukin // Proc. 15th Int. Symp. High Current Electronics. -- (Tomsk, Russia), 2008. -- P. 288.

81. Saarloos, W. van. Front propagation into unstable states / W. van Saarloos // Physics reports. — 2003. — Vol. 386, no. 2—6. — P. 29—222.

82. Лагарьков, А. Н. Волны электрического пробоя в ограниченной плазме / А. Н. Лагарьков, И. М. Руткевич. — 1989.

83. Ebert, U. Propagation and structure of planar streamer fronts / U. Ebert, W. van Saarloos, C. Caroli // Physical Review E. — 1997. — Vol. 55, no. 2. — P. 1530.

84. Ivanov, M. S. Quasi-streamer mode of delayed avalanche breakdown initiated by technological imperfections / M. S. Ivanov, N. I. Podolska, P. B. Rodin // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — Vol. 816, no. 1. — P. 044504.

85. Райзер, Ю. П. Физика газового разряда / Ю. П. Райзер. — Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 511 с.

86. Smith, P. W. Transient electronics: pulsed circuit technology / P. W. Smith. -John Wiley & Sons, 2011.

87. Аномальная динамика остаточного напряжения на арсенид-галлиевом диоде при субнаносекундном лавинном переключении / В. И. Брылев-ский [и др.] // Письма в ЖТФ. — 2015. — Т. 41, № 7. — С. 1—7.

88. Vainshtein, S. Effect of circuital currents on the speed and efficiency of picosecond-range switching in a GaAs avalanche transistor / S. Vainshtein, V. Yuferev, J. Kostamovaara // Ultrafast Phenomena in Semiconductors and Nanostructure Materials IX. Vol. 5725. — 2005. — P. 235—245.

89. Vainshtein, S. N.Analyses of the picosecond range transient in a highpower switch based on a bipolar GaAs transistor structure / S.N. Vainshtein, V. S. Yuferev, J. T. Kostamovaara // IEEE transactions on electron devices. — 2005. — Vol. 52, no. 12. — P. 2760—2768.

90. Sobolev, S. L. Local non-equilibrium transport models / S. L. Sobolev // Physics-Uspekhi. — 1997. — Т. 40, № 10. — С. 1043.

91. Кюрегян, A. C. О механизме пробоя p- n переходов при больших скоростях нарастания обратного смещения / A. C. Кюрегян // Письма в Журнал технической физики. — 2005. — Т. 31, № 24. — С. 11—19.

92. Грехов, И. В. О модели мультистримерного переключения высоковольтных кремниевых pn-переходов за порогом зинеровского пробоя / И. В. Грехов, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2007. — Т. 33, № 4. — С. 87—94.

93. New superfast power closing switched-dynistors on delayed ionization / V. M. Efanov [и др.] // Proceedings of 1996 International Power Modulator Symposium. — IEEE. 1996. — С. 22—25.

94. Bowers, H. C. Space-charge-induced negative resistance in avalanche diodes / H. C. Bowers // IEEE transactions on electron devices. — 1968. — Vol. 15, no. 6.—P. 343—350.

95. Wachutka, G. K. Analytical model for the destruction mechanism of GTO-like devices by avalanche injection / G. K. Wachutka // IEEE Transactions on Electron Devices. — 1991. — Vol. 38, no. 6. — P. 1516—1523.

96. Moving current filaments in integrated DMOS transistors under short-duration current stress / M. Denison [et al.] // IEEE Transactions on Electron Devices. — 2004. — Vol. 51, no. 8.—P. 1331—1339.

97. Rodin, P. Theory of traveling filaments in bistable semiconductor structures / P. Rodin // Physical Review B. — 2004. — Vol. 69, no. 4. — P. 045307.

98. Niedernostheide, F. J. Studies on dynamic avalanche and current filaments in high-voltage diodes / F. J. Niedernostheide, H. J. Schulze // Physica D: Nonlinear Phenomena. — 2004. — Vol. 199, no. 1/2. — P. 129—137.

99. V. I. Korol'kov [et al.] // 4th Int. Seminar on power semiconductors (ISPS'98). - Prague, 1998. - P. 163.

100. Хлудков, С. С. Арсенид-галлиевый лавинный S-диод на основе п+-п-у-п-структуры / С. С. Хлудков, О. П. Толбанов, А. В. Корецкий // Изв. вузов. Физика. — 1986. — Т. 29, № 4. — С. 54—58.

101. Транспорт носителей заряда и перезарядка глубоких уровней в структурах для лавинных S-диодов на основе GaAs / И. А. Прудаев [и др.] // Письма в Журнал технической физики. — 2018. — Т. 44, № 11. — С. 21-29.

102. Грехов, И. В. О возможности быстрой генерации плотной электронно-дырочной плазмы большого объема в арсениде галлия / И. В. Грехов, В. М. Ефанов // Письма в Журнал технической физики. — 1988. — Т. 14, №23.-С. 2121-2124.

103. Prudaev, I. Microplasma Breakdown in GaAs-Based Avalanche S-Diodes Doped with Deep Fe Acceptors /1. Prudaev, V. Kopyev, V. Oleinik // physica status solidi (b). — 2023. — Vol. 260, no. 4. — P. 2200446.

104. Multistreamer regime of GaAs thyristor switching / S. N. Vainshtein [et al.] // IEEE transactions on electron devices. — 1994. — Vol. 41, no. 8. — P. 1444—1450.

Публикации автора по теме диссертации

A1. Rodin, P. Spatiotemporal modes of fast avalanche switching of high-voltage layered semiconductor structures: From subnano to picosecond range / P. Rodin, M. Ivanov // Journal of Applied Physics. — 2020. — Vol. 127, no. 4. — P. 044504.

A2. Иванов, М. С. Двойная лавинная инжекция в диодных лавинных обост-рителях / М. С. Иванов, Н. И. Подольская, П. Б. Родин // Физика и техника полупроводников. — 2020. — Т. 54, № 3. — С. 275.

A3. Иванов, М. С. Волновые эффекты в коаксиальном тракте при субнаносе-кундном переключении высоковольтного диода в режиме задержанного ударно-ионизационного пробоя / М. С. Иванов, В. И. Брылевский, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2021. — Т. 47, № 13. — С. 32—35.

A4. Ivanov, M. High-Voltage Picosecond Range Sharpening Diode Commutat-ing "Long" Pulses: Double Avalanche Injection vs. Plasma Extraction / M. Ivanov, P. Rodin // 2021 IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM). — 2021. — P. 42—45.

A5. Picosecond-range switching of high voltage Si diode due to the delayed impact ionization breakdown: Experiments vs simulations / M. Ivanov [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2022. — Vol. 131. — P. 014502.

A6. Rozhkov, A. The lock-on effect and collapsing bipolar Gunn domains in high-voltage GaAs avalanche p-n junction diode / A. Rozhkov, M. Ivanov, P. Rodin // Solid State Communications. — 2022. — Vol. 354. — P. 114895.

A7. Рожков, А. В. Эффект самоподдержания проводящего состояния в об-ратносмещенных GaAs-диодах, переключаемых в режиме задержанного лавинного пробоя / А. В. Рожков, М. С. Иванов, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2022. — Т. 48, № 16. — С. 25—29.

A8. Иванов, М. С. Коллапсирующие домены Ганна как механизм самоподдержания проводящего состояния в обратносмещенных высоковольтных GaAs-диодах / М. С. Иванов, А. В. Рожков, П. Б. Родин // Письма в Журнал технической физики. — 2022. — Т. 48, № 20. — С. 31—34.

A9. Рожков, А. В. Самоподдержание проводящего состояния и биполярные ионизирующие домены Ганна в импульсных лавинных арсенид-галлиевых диодах / А. В. Рожков, М. С. Иванов, П. Б. Родин // Известия РАН. Серия физическая. — 2023. — Т. 87, № 6. — С. 873—878.

A10. Ivanov, M. Subnanosecond switching of GaAs diode due to impact ionization in collapsing bipolar Gunn domains / M. Ivanov, A. Rozhkov, P. Rodin // Solid State Communications. — 2024. — Vol. 379. — P. 115420.