ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ И ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СИЛОВЫХ ДИОДОВ

СодержаниеВведение.………………………………………………………………………………………………..….7
1 Аналитический обзор литературы.…………………………………………………………………..…8
1.1 Силовые диоды. Основные характеристики. Технологии изготовления.
Пути оптимизации их характеристик…………………………………………………………..…8
1.2 Исследование влияния радиационно-технологического процесса на физические
свойства полупроводниковых структур и на электрические свойства
полупроводниковых приборов………………………………………………………….………..13
1.2.1 Первичные эффекты при облучении полупроводников……………………………….…13
1.2.2 Механизмы образования и физическая природа радиационных
центров в полупроводниках, образующихся при облучении……………………………….…17
1.2.3 Влияние радиационного облучения на характеристики полупроводниковых
материалов……………………………………………………………………………………..…..18
1.2.4 Отжиг в радиационно-технологическом процессе…………………………………........24
1.2.5 Влияние облучения радиацией на электрические характеристики
диодных структур.……………………………………...…………...…………………………….25
2 Экспериментальная часть.……………………………………………………………………..………35
2.1 Описание объекта исследования………………………………………………...…………...35
2.2 Методика и оборудование радиационной обработки
высокоэнергетическими электронами и термического отжига.……………...………………...36
2.3 Измерительное оборудование.………………………………………………………..………40
2.3.1 Измеритель характеристик полупроводниковых приборов Л2-56…………………...….40
2.3.2 Измеритель статических параметров мощных транзисторов и диодов Л2-69……...…..42
2.3.3 Установка измерения времени восстановления обратного сопротивления……….....…44
2.4 Экспериментальные результаты и их анализ………………………………………...……...46
3 Безопасность жизнедеятельности……………………………………………………………...……...56
3.1 Идентификация опасных и вредных производственных факторов…………...…………...56
3.2 Характеристика используемых веществ и материалов………………………...…………...57
3.3 Санитарно-технические требования…………………………………………...…………….57
3.3.1 Требования к планировке помещения……………………………………...……………...58
3.3.2 Требования к микроклимату помещения………………………………...………………..59
3.3.3 Требования к освещению лаборатории…………………...…………………………….....59
3.3.4 Требования безопасности при устройстве и эксплуатации коммуникаций…...………..62
3.4 Разработка мер защиты от опасных и вредных производственных факторов…...……….62
3.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях………………...…………..63
3.6 Расчёт защиты от ионизирующего излучения………………………………...…………….65
3.8 Выводы по безопасности жизнедеятельности………………………………...…………….69
4 Охрана окружающей среды.…………………………………………………………...………………70
4.1 Экологическая оценка компьютера, как объекта загрязнения окружающей
природной среды…………………………………………………………………………...……..70
4.2 Выводы по охране окружающей природной среды……………………………….…..…....72
5 Экономическая часть………………………………………………………………………...………...73
5.1 Технико-экономическое обоснование дипломной работы……………………...………….73
5.2 Расчет сметы затрат на выполнение НИР…………………………………………...……....74
5.2.1 Расчет основной и дополнительной заработной платы исполнителей………...………..74
5.2.2 Расчет затрат на сырье, материалы и полуфабрикаты……………………….…..……….75
5.2.3 Расчет энергетических затрат………………………………………………………...…….76
5.2.4 Расчет затрат, связанных с использованием оборудования и приборов……...…………78
5.2.5 Расчет накладных расходов……………………………………………………..………….79
5.2.6 Расчет суммарных затрат на выполнение работы………………………..……………….79
5.3 Технико-экономическая оценка результатов работы…………………………..…………..79
5.4 Выводы по экономической части………………………………………………………...…..80
Выводы………………………………………………………………………………………………...….82
Список использованных источников.………………………………………………………………………...…..83






ВведениеАннотация

В данной дипломной работе проведено экспериментальное исследование влияния облучения и термического отжига на электрические параметры кремниевых диодов КД206В с использованием высокоэнергетических электронов.
Выявленные физические закономерности изменения времени восстановления обратного сопротивления и прямого падения напряжения от потока высокоэнергетических электронов и последующего отжига использованы при оптимизации режимов радиационно-технологического процесса для получения диодов с принципиально новым сочетанием параметров.
Дипломная работа изложена на 84 страницах, содержит 27 рисунков, 24 таблицы, список использованных источников из 24 наименований.
Введение

Широкое использование лучевых и радиационных процессов в производстве современной элементной базы микро- и оптоэлектроники обусловлено высокой эффективностью комплексного управления основными электрофизическими характеристиками и эксплуатационными параметрами полупроводниковых приборных структур в условиях, когда традиционные технологии практически неприемлемы (например, после завершения технологического цикла их изготовления). При этом удается исправить параметрический брак, увеличить быстродействие приборных транзисторных, тиристорных и диодных структур, повысить пробивные напряжения р-n переходов, увеличить выход годных приборов.
Возможность использования радиационных центров в микроэлектронике связана с образованием термостабильных радиационных центров в активных и пассивных областях приборных структур при облучении, снижающих время жизни носителей заряда и увеличивающих удельное сопротивление полупроводников. Степень проявления эффектов определяется условиями облучения (тип и энергия частиц, их поток) и последующего стабилизирующего отжига (температура и время термообработки).
Наиболее часто используется облучение высокоэнергетичными электронами с энергией Е = (2-10) МэВ, источником которых являются линейные ускорители.
Радиационная технология позволяет повысить радиационную стойкость элементной базы микроэлектроники благодаря снижению скорости введения радиационных центров при повторном облучении.
Следует отметить, что применение методов радиационной технологии в большой степени определяется конструктивно-технологическими особенностями приборов, что позволяет оптимизировать режимы радиационно-термической обработки лишь на основе предварительных исследований. В то же время, для большинства дискретных биполярных приборов радиационно-технологический процесс (РТП) практически отработан. В настоящее время ведутся интенсивные исследования и практические работы по использованию и повышению эффективности радиационной технологии для управления параметрами различных классов интегральных микросхем и оптоэлектронных приборов. Ее использование позволит существенно повысить качество и надежность изделий микроэлектроники, получить полупроводниковые приборные структуры с принципиально новым сочетанием рабочих характеристик и параметров.




Список литературы1 Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - М.: Энергоатомиздат, 1992.
2 Ладыгин Е.А. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. - М.: Советское радио, 1980.
3 Ладыгин Е.А., Лагов П.Б., Мурашев В.Н. Физические процессы в полупроводниках при облучении быстрыми частицами. Теория и расчет. - М.: МИСиС, 2001.
4 Вавилов В.С., Киселёв В.Ф., Мукашев Б.Н. Дефекты в кремнии и на его поверхности. - М.: Наука, 1990.
5 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2003.
6 Ладыгин Е.А., Паничкин А.В. Основы радиационной технологии в микроэлектронике.
7 http://naf-st.ru/.
8 http://www.energocon.com/.
9 http://www.pcb.spb.ru/.
10 ГОСТ 12.0.003-74. Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - Переизд. Авг. 2004 с изм. 1. - М.: Издательство стандартов, 2004.
11 СП 2.2.1.1312-03. Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий. - Госсанэпиднадзор Минздрава России. - М., 2003.
12 СанПин 2.2.4.548 - 96 Физические факторы производственной среды гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - Госсанэпиднадзор Минздрава России.- М., 2003.
13 СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. - Госсанэпиднадзор Минздрава России. - М., 2003.
14 Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Опубликовано 1 августа 2008 г. Вступил в силу: 1 мая 2009 г.
15 СП 12.13130.2009 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности", 2009.
16 СП 2.6.1.758-99. Гигиенические нормативы "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)". - Госкомсанэпиднадзор России. - М., 1999.
17 ГОСТ Р 50948-2001 Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности. - М.: Издательство стандартов, 2004.
18 ГОСТ Р 50949-2001 Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности. - М.: Издательство стандартов, 2004.
19 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. ? Госсанэпидемнадзор Минздрава России.- М.: 2003.
20 Фёдоров Л.А., Вихрова Н.О. Экономические и организационные вопросы в дипломных работах. Учебно-методическое пособие. - Издательство МИСиС, 2006.
21 Фёдоров Л.А., Голубцов В.В. Экономика и организация производства. Учебное пособие. - Издательство МИСиС, 2006.
22 Фёдоров Л.А., Вихрова Н.О. Управление производством. Лабораторный практикум. - Издательство МИСиС, 2005.
23 Определение экономической эффективности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. - М.: ГИРЕДМЕТ, 1996.
24 Юзов О.В., Седых А.М., Щепилов Ф.И. Разработка экономических и организационных вопросов при курсовом и дипломном проектировании. Учебно-методическое пособие. - Издательство МИСиС, 2004.