Персоналии

• Просмотров: 327 | Комментариев : 0

Описан программно-аппаратный комплекс для измерения характеристик электрических и оптических шумов светоизлучающих  диодов (СИД) в диапазоне частот от 1 до 40 кГц. Методом дискретных выборок исследованы электрические  шумы нескольких типов гетеропереходных СИД: красных с квантовыми ямами AlInGaP/GaAs, зеленых и голубых

• Просмотров: 1148 | Комментариев : 0

Мощность HEMT-транзисторов на подложке из кремния достигает 100 Вт, на подложках из карбида кремния - 1,5 кВт. Это предъявляет высокие требования к качеству отвода тепла от активной области кристалла к корпусу и далее в окружающую среду. В работе представлены результаты измерений теплового сопротивления переход-корпус нитрид-галлиевых HEMT-транзисторов. Измерения проведены с помощью аппаратно-программного комплекса, в котором реализованы два метода измерения теплового сопротивления. В первом методе согласно ОСТ 11 0944-96 через канал транзистора пропущена серия импульсов греющего тока и измерена температура канала в паузах между импульсами. Во втором методе использована модуляция рассеиваемой в транзисторе мощности и измерен отклик на это воздействие - переменная составляющая температуры перехода. Для исключения влияния длительности греющих импульсов на результаты измерений, характерного для стандартного метода, предварительно измерена переходная характеристика теплового импеданса, анализ которой позволил определить оптимальные значения длительности импульсов. Для уменьшения влияния времени задержки, обусловленной переходными электрическими процессами при переключении транзистора из режима нагрева в режим измерения температурочувствительного параметра, проведена экстраполяция сигнала данного параметра к моменту окончания греющего импульса. Сравнительный анализ показал, что результаты измерений, полученные стандартным и модуляционным методами, отличаются друг от друга менее чем на 2 %. Определено влияние амплитуды импульсов греющего тока на тепловое сопротивление. Установлено, что с ростом греющего тока измеренные значения теплового сопротивления увеличиваются. Это указывает на нелинейный характер зависимости температуры в канале транзистора от рассеиваемой в нем мощности.

• Просмотров: 1129 | Комментариев : 0

Причины и механизмы изменения квантовой эффективности и других характеристик гетероструктур InGaN/GaN в различных режимах работы активно исследуются. Представлены результаты экспериментального исследования изменения внешней квантовой эффективности маломощных InGaN/GaN зеленых светоизлучающих диодов с квантовой ямой и без нее в области пространственного заряда (ОПЗ) гетероструктуры в режиме ускоренных испытаний. Установлено, что после 8 ч испытаний при температуре 300 К в импульсном режиме с амплитудой импульсов тока 0,5 А, длительностью импульсов 100 мкс и скважностью 100 у всех светодиодов без квантовой ямы в ОПЗ внешняя квантовая эффективность увеличивается, а у светодиодов с квантовой ямой уменьшается во всем диапазоне рабочих токов. Показано, что при низком уровне инжекции интенсивность излучения светодиодов без квантовой ямы в ОПЗ определяется рекомбинационными процессами по механизму Шокли - Рида - Холла, а с квантовой ямой - туннельно-рекомбинационными процессами. Токовая тренировка в форсированном импульсном режиме зеленых светодиодов на основе гетероструктур InGaN/GaN в течение 4 ч может быть использована как технологическая операция для стабилизации их светотехнических характеристик и выявления потенциально ненадежных изделий в условиях массового производства.

• Просмотров: 2218 | Комментариев : 0

К однородности параметров диэлектриков предъявляются все более жесткие требования, особенно при их использовании в изделиях микро- и наноэлектроники. В работе представлен автоматизированный способ контроля электрофизических параметров плоских диэлектриков с повышенными требованиями к точности и разрешающей способности. Проведен краткий обзор и сравнительный анализ известных методов контроля параметров твердых диэлектриков. Описан способ СВЧ-контроля неоднородностей параметров плоских диэлектриков по волновым характеристикам сканирующей микрополосковой линии (МПЛ), основанный на применении преобразования Радона. Показано, что наиболее чувствительной к неоднородностям параметров является фазовая характеристика МПЛ. Представлена математическая модель обработки волновых характеристик МПЛ и построения карты распределения неоднородностей параметров. Приведены оценки реализуемости параметров и границы применимости математической модели. Техническая реализация способа рассмотрена на примере установки для контроля однородности параметров плоских диэлектриков и результатов моделирования измерительной части установки в САПР AWRMicrowaveOffice. Проведена оценка методических погрешностей измерения электрофизических параметров диэлектриков описанным способом, которые в случае измерения диэлектрической проницаемости составляют в среднем ± 1·10, и пространственной разрешающей способности, достигающей по предварительным расчетам 0,2 мм. Описанный способ контроля предназначен для применения при производстве радиоэлектронных изделий с использованием диэлектрических материалов с высокой повторяемостью параметров.

• Просмотров: 1933 | Комментариев : 0

Мощные биполярные СВЧ-транзисторы (МБТ) работают, как правило, в режимах, близких к предельным, что требует контроля качества отвода тепла от активной области кристалла к корпусу транзистора и далее в окружающую среду. Одним из наиболее эффективных является контроль тепловых характеристик МБТ, включая зависимость теплового сопротивления переход - корпус прибора от параметров электрического режима. Однако количественные оценки связи дефектов с измерением тепловых параметров приборов в литературе отсутствуют. В работе представлены результаты моделирования с использованием программной среды COMSOL Multyphisics распределения температуры в структурах МБТ с дефектами электрофизической и теплофизической природы. Получены зависимости максимального перегрева рабочей поверхности кристалла от размера и месторасположения дефектов. Показано, что температурная зависимость плотности мощности, выделяющейся в структуре МБТ, приводит к нелинейной зависимости максимальной и средней температуры поверхности кристалла от полной рассеиваемой в МБТ мощности. Разработанные тепловые модели могут служить основой для создания методик диагностики МБТ по теплоэлектрическим характеристикам и выявления дефектных изделий. Сравнительные измерения тепловых характеристик серийных мощных СВЧ-транзисторов типа КТ920В без дефектов и с искусственно введенным дефектом электрофизического вида в диодном включении на измерителе T3Ster показали, что тепловое сопротивление переход - основание корпуса МБТ с дефектом возросло на 25-40 % по сравнению с тепловым сопротивлением бездефектного прибора. При этом тепловые характеристики МБТ в диодном включении перехода база - коллектор являются более чувствительными к дефектам структуры, чем в диодном включении перехода эмиттер - база, и соответствуют целям диагностики качества МБТ.

• Просмотров: 1001 | Комментариев : 0

Для объяснения токовых зависимостей среднего квадрата низкочастотного шумового тока зеленых InGaN-светодиодов предложена двухсекционная низкочастотная шумовая эквивалентная схема светодиода. Показано, что немонотонный характер зависимостей низкочастотного шума светодиодов от тока инжекции можно объяснить действием двух генераторов низкочастотного шума: генератора шумового тока, локализованного вблизи гетерограницы и определяемого туннельно-рекомбинационными процессами на интерфейсе, и генератора, определяемого рекомбинационными процессами в объеме активной области структуры.

• Просмотров: 1773 | Комментариев : 0

Эффективным диагностическим методом контроля качества цифровых интегральных схем (ЦИС) является измерение их тепловых параметров. Значения тепловых параметров реальных изделий определяются качеством их производства и могут существенно отличаться от расчетных значений. Описан способ измерения переходной тепловой характеристики (ПТХ) ЦИС с использованием температурной зависимости частоты кольцевого генератора, построенного на логических элементах ЦИС. На примере ПТХ ЦИС типа CD4011 показан итерационный алгоритм расчета параметров линейной одномерной тепловой схемы ЦИС в приближении Фостера по значениям ПТХ в точках наименьшей крутизны, которые соответствуют нулям второй производной. Алгоритм апробирован при нахождении нулей второй производной ПТХ путем прямого численного дифференцирования ПТХ и дифференцирования аппроксимирующего ПТХ полинома 9-й степени. Показано, что ПТХ исследуемой ЦИС соответствует трехзвенной тепловой схеме. Рассмотренные варианты расчета дают практически одинаковые значения тепловых параметров тепловой схемы, которые достаточно хорошо идентифицируются с характерными слоями конструкции ЦИС.

• Просмотров: 1851 | Комментариев : 0

Важным фактором, определяющим функциональные свойства, предельные режимы работы и надежность гетеропереходных светоизлучающих диодов с высокоомной подложкой, является учет тепловыделения в ней. Представлена нелинейная теплоэлектрическая модель InGaN/GaN светодиода, учитывающая выделение джоулева тепла в подложке полупроводниковой структуры. Получено распределение потенциала по элементам структуры и токовая зависимость теплового сопротивления полупроводниковой структуры прибора. Адекватность модели подтверждена путем сравнения расчетных и экспериментальных зависимостей теплового сопротивления структуры мощного светодиода от полного тока. Представленная теплоэлектрическая модель светоизлучающего диода с учетом выделения джоулева тепла позволяет более точно рассчитывать его тепловое сопротивление. Адекватность развитой модели подтверждена экспериментально.

• Просмотров: 1610 | Комментариев : 0

Тепловые методы контроля качества сквозного металлизированного отверстия (СМО) печатных плат (ПП) основаны на тепловых моделях. Однако известные тепловые модели СМО не учитывают отвода тепла в материал ПП и не позволяют связать тепловые характеристики СМО с качеством адгезии. В работе рассмотрена осесимметричная тепловая модель СМО однослойной ПП при одностороннем нагреве. Показано, что отношение приращений температуры верхнего (нагреваемого) и нижнего торца СМО в рассматриваемом диапазоне мощности нагрева не зависит от уровня мощности. Предложена линейная тепловая эквивалентная схема СМО с продольным тепловым сопротивлением металлизации СМО, определяемым параметрами и качеством слоя металлизации, тепловым сопротивлением, определяющим конвекционный теплообмен между торцами СМО с прилегающей поверхностью ПП и окружающей средой, и тепловым сопротивлением прилегающей к СМО области материала ПП, зависящим от качества адгезии металлизации и диэлектрика ПП. Параметры тепловой эквивалентной схемы, оцениваемые по отношению приращения температуры верхнего и нижнего торцов СМО и их разности, могут служить основой для разработки метода неразрушающего контроля качества СМО ПП путем его одностороннего нагрева, например, лазерным лучом.

• Просмотров: 475 | Комментариев : 0

Представлены результаты экспериментальной апробации способа и устройства для определения параметров тепловых схем полупроводниковых изделий с --переходами с применением широтно-импульсной модуляции греющего тока по гармоническому закону. Приведен пример измерения теплового импеданса мощных светоизлучающих диодов.

• Просмотров: 1228 | Комментариев : 0

Во многих радиотехнических системах нашли широкое применение СВЧ-усилители мощности на основе монолитных интегральных схем, особенно в выходных усилителях мощности (ВУМ) приемо-передающих модулей АФАР. Показано, что выборочные распределения субмодулей ВУМ приемо-передающих модулей АФАР Х-диапазона по минимальной и максимальной выходной мощности и по максимальному коэффициенту стоячей волны имеют двухмодальный характер, что свидетельствует о наличии превалирующих факторов качества сборки, приводящих к появлению второй моды. Распределение субмодулей ВУМ по минимальному коэффициенту стоячей волны близко по виду к экспоненциальному закону распределения, а по току потребления - к нормальному закону распределения с малым относительным среднеквадратическим отклонением. Отсутствие значимой корреляции между значением потребляемого тока и уровнем минимальной выходной мощности означает, что разброс по уровню минимальной выходной мощности определяется качеством сборки ВУМ, а не качеством монолитных интегральных схем. Близкий к нормальному закону вид распределения ВУМ по току потребления и небольшое относительное значение среднеквадратического отклонения свидетельствуют о достаточно высокой однородности выборки субмодулей по качеству монолитных интегральных схем.

• Просмотров: 3339 | Комментариев : 0

Надежность технических устройств с использованием InGaN/GaN-светодиодов зависит от способов и средств неразрушающего контроля их качества. Для диагностики неоднородностей характеристик светоизлучающих гетероструктур по площади используются такие параметры, как уровень низкочастотного шума и значение порогового тока начала свечения. В работе представлены выборочные распределения коммерческих светодиодов зеленого свечения на основе InGaN/GaN-гетероструктур по параметрам фототока, порогового тока начала свечения и уровня низкочастотного шума. Установлено, что между средним значением фототока, возникающего при облучении кристалла светодиода лазерным излучением с длиной волны 405 нм, уровнем низкочастотного шума, измеренным в диапазоне малых плотностей тока, и пороговым током начала свечения существуют корреляционные взаимосвязи, указывающие на связь уровня фототока с плотностью дефектов в гетероструктуре. Показано, что в InGaN/GaN-гетероструктурах зеленого свечения уровень фототока преимущественно выше в дефектных структурах.

• Просмотров: 1811 | Комментариев : 0

Параметры низкочастотного (НЧ) шума со спектром вида G ( f ) ~1/ f  широко используются для диагностики качества и надежности полупроводниковых приборов. Для метрологического обеспечения средств измерения параметров НЧ-шумов возникает необходимость разработки генератора НЧ-шума с регулируемым показателем формы спектра γ. В работе предложена структурная схема генератора НЧ-шума c источником белого шума и многозвенным RC -фильтром с переменными и дополнительными резисторами в RC -звеньях. Применение в RC -звеньях фильтра сдвоенных переменных резисторов позволяет изменять показатель формы спектра γ в пределах от 0 до 4 в диапазоне частот до шести декад. Экспериментальная проверка генератора с шестизвенным фильтром показала возможность синтезирования сложного спектра НЧ-шума с показателем формы спектра шума, близким к установленному оператором значению.

• Просмотров: 1860 | Комментариев : 0

Рассмотрены варианты аппроксимации спектров излучения светоизлучающих диодов (СИД) различными математическими функциями. На примере СИД красного свечения показано, что при аппроксимации спектров СИД симметричными функциями - гауссианой и параболой - возникает значительная погрешность смещения центральной длины волны, обусловленная асимметрией реальных спектров СИД. Общая среднеквадратическая погрешность аппроксимации и погрешность определения центральной длины волны и ширины спектра излучения СИД может быть снижена в несколько раз при аппроксимации спектра СИД суммой двух гауссиан.

• Просмотров: 1451 | Комментариев : 0

Расчет неизотермического токораспределения в приборных структурах с дефектами представляет сложную задачу. Компьютерное моделирование неизотермическоrо токораспределения в биполярном транзисторе (БТ) с симметричной структурой проведено с помощью программы Workbanch, дополненной блоком расчета температуры переходов частей структуры. Полученные соотношения позволяют рассчитать разности токов и температур между симметричными частями БТ, обусловленные технологическими дефектами. Результаты могут быть использованы для оценки погрешностей дифференциальных каскадов на БТ, а также при разработке средств контроля качества БТ методом сравнения.

• Просмотров: 350 | Комментариев : 0

Приведены результаты измерения температурного коэффициента напряжения логической единицы логических элементов КМОП цифровых микросхем при различных токах нагрузки. Предложена модель, объясняющая полученные зависимости на основе температурной зависимости подвижности носителей заряда в канале выходных МОП-транзисторов.

• Просмотров: 1288 | Комментариев : 0

• Просмотров: 1362 | Комментариев : 0

Представлена модель теплового поражения полупроводникового СВЧ-диода мощным СВЧ-импульсом с температурозависимой плотностью мощности. Найдено распределение максимальной температуры по полупроводниковой структуре в зависимости от длительности импульса излучения.

• Просмотров: 1404 | Комментариев : 0

Рассмотрена возможность оценки качества гетеропереходных светодиодов по уровню порогового тока (тока начала свечения). Представлена структурная схема экспериментальной установки для измерения порогового тока светодиодов. Принцип работы установки заключается в задании прецизионным источником линейно нарастающего тока через светодиод, регистрации сигнала, пропорционального мощности излучения светодиода, высокочувствительным фотоприемником на основе быстродействующего фотодиода и малошумящего трансимпедансного усилителя, а также в вычислении значения порогового тока в программной среде Mathcad. Приведены результаты выборочных измерений порогового тока коммерческих светодиодов различных типов, иллюстрирующие широкий разброс параметров распределений светодиодов по уровню порогового тока.

• Просмотров: 1398 | Комментариев : 0