Publication: ЛАЗЕРНЫЙ МНОГОФОТОННЫЙ МЕТОД ТЕСТИРОВАНИЯ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА СТОЙКОСТЬ К ОДИНОЧНЫМ РАДИАЦИОННЫМ ЭФФЕКТАМ
Аннотация
Остросфокусированное лазерное воздействие импульсным излучением ультракороткой длительности является удобным методом исследования в микроэлектронных приборах одиночных радиационных эффектов (ОРЭ), обычно вызываемых тяжелыми заряженными частицами (ТЗЧ) в реальных условиях космического пространства. В последние годы лазерные методы тестирования полупроводниковых приборов на стойкость к ОРЭ, основанные на многофотонном возбуждении, получили дополнительный импульс развития в связи с появлением на рынке коммерческих приборов на основе широкозонных полупроводников (ШЗП), таких, например, как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN). Данная работа направлена на развитие существующих и разработку новых подходов к лазерному тестированию полупроводниковых приборов на основе ШЗП на стойкость к ОРЭ, в рамках которой необходимо было провести анализ возможных механизмов поглощения в различных ШЗП, а также получить и проанализировать экспериментальные результаты по инициированию ОРЭ в этих приборах, с использованием оптических параметров, соответствующих исследуемым типам приборов и механизмам возбуждения. В первой главе представлен обзор литературы, в котором содержится краткая информация о классификации ОРЭ и особенностях их возникновения, включая эффекты, наблюдаемые в ШЗП-приборах, а также о месте лазерных методов для возбуждения этих эффектов. Описаны основные типы ШЗП-приборов на основе SiC и GaN, рассмотрены их преимущества по сравнению с кремниевыми приборами. Также рассмотрены основные особенности лазерных методов тестирования приборов на основе ШЗП на стойкость к ОРЭ. В заключительной части первой главы представлены сведения об основных результатах зарубежных исследований, опубликованных по теме настоящей работы. Вторая глава содержит описание методик и экспериментальных установок, использованных при проведении исследований, обсуждаются выбор и измерение их параметров (длина волны, диаметр пучка и т.п.). Также описываются исследуемые в эксперименте образцы ШЗП-приборов (их тип, материал, особенности структуры, схема включения и методы регистрации возбуждаемых эффектов). В третьей главе приведены основные экспериментальные результаты, полученные в ходе выполнения работы. Для каждого типа исследуемых приборов описаны особенности наблюдаемых эффектов и представлены зависимости их характеристик от параметров воздействия (режим возбуждения, энергия лазерного импульса, местоположение лазерного пучка). Существенную часть третьей главы занимает описание эксперимента по измерению нелинейного пропускания структуры GaN на кремниевой подложке с целью определения коэффициента трехфотонного поглощения в слое GaN. Также в этой главе приведены результаты численного моделирования процесса распространения сфокусированного лазерного излучения в структуре GaN, на основании которых была произведена оценка сгенерированного в ней неравновесного заряда за счет трехфотонного поглощения.
Описание
Уровень образования: магистратура; Код направления/специальности: 03.04.01; Группа: М22-211
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Холина, М. С. ЛАЗЕРНЫЙ МНОГОФОТОННЫЙ МЕТОД ТЕСТИРОВАНИЯ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА СТОЙКОСТЬ К ОДИНОЧНЫМ РАДИАЦИОННЫМ ЭФФЕКТАМ : Выпускная квалификационная работа, магистратура, 03.04.01 / М. С. Холина ; рук. работы МАВРИЦКИЙ ОЛЕГ БОРИСОВИЧ, 2024