Устройство аккумулирования электрического заряда на основе электронного насоса, структуры полупроводник - металл - полупроводник

Авторы патента:

Штаб Эдуард Владимирович (RU)

Свистунов Игорь Викторович (RU)

Синельников Борис Михайлович (RU)

Штаб Александр Владимирович (RU)

Пагнуев Юрий Иванович (RU)

Каргин Николай Иванович (RU)

H01L29/73 - биполярные плоскостные транзисторы

Владельцы патента RU 2292608:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относиться к источникам накопления электрического заряда и может быть использовано в качестве аккумулятора электрической энергии. Техническим результатом изобретения является: уменьшение размеров, упрощение технологии изготовления, увеличение объема накапливаемой энергии. Согласно изобретению устройство аккумулирования электрического заряда состоит из омического контакта эмиттера, полупроводникового слоя эмиттера, металлического слоя базы, полупроводникового слоя коллектора (в нем происходит накопление заряда), омического контакта коллектора. На базе данной структуры реализован электронный насос, то есть происходит накачка электронами одной полупроводниковой области из другой; тем самым достигается накопление заряда, зависящее от числа впрыснутых электронов. 1 ил.

Изобретение относиться к источникам накопления электрического заряда и может быть использовано в качестве аккумулятора электрической энергии.

Наиболее близким аналогом данного устройства является электрохимический накопитель электрической энергии (Свидетельство РФ на полезную модель №2101807, кл.6 H 01 G 9/004). Электрохимический накопитель электрической энергии содержит два электрода с пористой армирующей структурой из металлической губки толщиной 0,2-2,0 мм, заполненной угольным порошком с высокой удельной поверхностью, разделенные пористым сепаратором. Максимальный размер пор сепаратора меньше минимального размера частиц угольного порошка.

Недостатками такого элемента являются: 1) относительно большие размеры; 2) относительно небольшое количество циклов перезарядки (это связанно с разрушением рабочих слоев); 3) время хранения накопленной энергии ограничено перемещением и аннигиляцией разноименно заряженных частиц (угольный порошок).

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в следующем: 1) уменьшение размеров; 2) упрощение технологии изготовления; 3) возможность создания как планарных (двумерных), так и объемных (трехмерных) матриц, что позволит значительно увеличить объем накапливаемой энергии; 4) увеличение времени хранения накопленной энергии; 5) увеличение количества циклов перезарядки; 6) возможность подзарядки от источников, выделяющих небольшую энергию, достаточную для возбуждения и переноса хотя бы одного электрона. Источниками подзарядки могут служить источники генерации тока, фото элементы и даже термопарные и другие элементы, работа которых основана на возникновении ЭДС между областями, имеющими градиент температур.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство аккумулирования электрического заряда на основе электронного насоса, структуры полупроводник-металл-полупроводник (ПМП) состоит из следующих слоев: омический контакт эмиттера, полупроводниковый слой эмиттера, металлический слой базы, полупроводниковый слой коллектора, омический контакт коллектора. На базе данной структуры реализован электронный насос, то есть происходит накачка электронами одной полупроводниковой области из другой; тем самым достигается накопление заряда, зависящее от числа впрыснутых электронов.

На чертеже изображена послойная структура устройства аккумулирования электрического заряда на основе электронного насоса, структуры полупроводник-металл-полупроводник.

На чертеже показана послойная структура устройства аккумулирования электрического заряда, которое состоит из омического контакта эмиттера 1, полупроводникового слоя эмиттера 2, металлического слоя базы 3, полупроводникового слоя коллектора 4, омического контакта коллектора 5.

Накопление заряда происходит следующим образом.

Электроны, ускоряясь под действием электрического поля, приложенного к эмиттерной области 2, преодолевают потенциальную яму металла 3 и влетают в коллекторную область 4, к которой не приложено напряжение, то есть она - «подвешена». В результате в области коллектора 4 возникает концентрация электронов, избыточная над собственной, что и обуславливает накопление электрического заряда в устройстве.

Устройство аккумулирования электрического заряда на основе электронного насоса, структуры полупроводник - металл - полупроводник, состоящее из омического контакта эмитера, полупроводникового слоя эмитера, металлического слоя базы, полупроводникового слоя коллектора, в нем происходит накопление заряда, омического контакта коллектора, отличающееся тем, что на базе структуры полупроводник - металл - полупроводник реализована система аккумулирования заряда таким образом, что эмитерный слой является инжекционным, а коллекторный слой имеет обогащенные контакты к металлической базе, где происходит накопление избыточного заряда, зависящего от числа инжектированных электронов.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к области создания интегральных схем (ИС) с использованием биполярных транзисторов. .

Биполярный транзистор с изолированным электродом затвора // 2246778

Изобретение относится к области полупроводниковой технологии. .

Мощный свч-транзистор // 2226307

Изобретение относится к конструированию и производству мощных СВЧ-транзисторов. .

Мощный свч-транзистор // 2089014

Изобретение относится к области конструирования и производства мощных СВЧ транзисторов. .

Мощный биполярный транзистор // 2065643

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к конструкции мощных биполярных транзисторов с увеличенной областью безопасной работы. .

Транзистор // 2062531

Мощный свч-транзистор (варианты) // 2054756

Изобретение относится к полупроводниковой электронике. .

Полупроводниковый прибор // 2045111

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при создании запираемых и комбинированно-выключаемых тиристоров, а также биполярных транзисторов.

Интегральная схема // 1819072

Высоковольтный транзистор // 1780472

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к высоковольтным транзисторам. .

Полупроводниковый прибор с изолированным затвором // 2407107

Изобретение относится к силовым полупроводниковым приборам

Полупроводниковая метаморфная наногетероструктура inalas/ingaas // 2474923

Изобретение относится к полупроводниковым метаморфным наногетероструктурам, используемым для изготовления СВЧ-транзисторов и монолитных интегральных схем с высокой рабочей частотой и большими пробивными напряжениями

Полупроводниковая наногетероструктура inalas/ingaas с метаморфным буфером // 2474924

Изобретение относится к полупроводниковым наногетероструктурам, используемым для изготовления СВЧ транзисторов и монолитных интегральных схем с высокой рабочей частотой и большими пробивными напряжениями

Сверхвысокочастотный биполярный p-n-p транзистор // 2485625

Изобретение относится к конструированию высоковольтных сверхвысокочастотных биполярных транзисторов

Биполярный транзистор на основе гетероэпитаксиальных структур и способ его изготовления // 2507633

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники. Биполярный транзистор, выполненный на основе гетероэпитаксиальных структур SiGe, включает подложку из высокоомного кремния с кристаллографической ориентацией (111), буферный слой из нелегированного кремния, субколлекторный слой из сильнолегированного кремния n-типа проводимости, поверх которого сформирован коллектор из кремния n-типа проводимости, тонкая база из SiGe р-типа проводимости, эмиттер из кремния n-типа проводимости, контактные слои на основе кремния n-типа проводимости и омические контакты. При этом биполярный транзистор в области базы выполнен с обеспечением двойного ускоряющего дрейфового поля за счет плавного изменения содержания Ge вдоль базы с уменьшением его содержания от области коллектора к области эмиттера и за счет плавного изменения концентрации легирующей примеси вдоль базы с увеличением ее от области коллектора к области эмиттера. Техническим результатом изобретения является упрощение способа изготовления транзистора, а также повышение выхода годных и надежных транзисторов с высокими граничными частотами, низким коэффициентом шума, высоким коэффициентом усиления и КПД. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Биполярный транзистор // 2512742

Изобретение относится к полупроводниковой электронике. Биполярный транзистор, изготовленный на основе гетероэпитаксиальных структур, включает сапфировую подложку, на которой последовательно размещены буферный слой из нелегированного GaN, субколлекторный слой из сильнолегированного GaN n+-типа проводимости, коллектор из GaN n-типа проводимости, база, содержащая два слоя из твердого раствора InxGa1-xN р+-типа проводимости, эмиттер, содержащий два слоя из AlyGa1-yN n-типа проводимости, контактные слои и омические контакты. При этом биполярный транзистор выполнен с изменяющимся составом твердых растворов AlyGa1-yN и InxGa1-xN слоев базы и эмиттера, а также с изменяющейся концентрацией легирующих базу и эмиттер примесей. Технический результат заключается в повышении технических характеристик устройства, в частности уменьшении значения емкости эмиттера, сопротивления базы, емкости коллектор-база, обеспечении повышения эффективности эмиттера и предельной частоты. 1 ил.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (igbt) и способ его изготовления // 2571175

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) включает эмиттерную область, верхнюю область подложки, которая формируется ниже эмиттерной области, плавающую область, которая формируется ниже верхней области подложки, нижнюю область подложки, которая формируется ниже плавающей области, канал, изолирующую пленку затвора, которая покрывает внутреннюю поверхность канала, и электрод затвора, который расположен внутри канала. Когда распределение концентрации примесей p-типа в верхней области подложки и в плавающей области, которые расположены ниже эмиттерной области, оценивается по толщине полупроводниковой подложки, концентрация примесей p-типа снижается по мере увеличения расстояния сверху вниз от верхней границы верхней области подложки, расположенной ниже эмиттерной области, и имеет значение локального минимума на заданной глубине плавающей области. Изобретение обеспечивает возможность ограничить разброс напряжения в открытом состоянии и порогового напряжения на затворе различных биполярных транзисторов с изолированным затвором серийного производства. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 41 ил.

Полупроводниковая транзисторная наногетероструктура на подложке gaas с модифицированным стоп-слоем alxga1-xas // 2582440

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления монолитных интегральных схем, оперирующих в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. Согласно изобретению предложена полупроводниковая транзисторная гетероструктура на подложке GaAs с модифицированным стоп-слоем AlxGa1-xAs. Модифицированный стоп-слой AlxGa1-xAs выращивается с градиентом мольной доли алюминия от х=0.23 до х0=0.26÷0.30 и с толщиной 1÷10 нм. Изобретение обеспечивает точный контроль глубины травления с помощью введения стоп-слоя, который не должен оказывать негативное влияние на параметры полевого транзистора, при этом негативное влияние выражается в уменьшении пробивного напряжения и рабочих токов, ухудшении управляемости транзистора, увеличении сопротивление омических контактов. 2 ил.

Интегральная схема силового биполярно-полевого транзистора // 2585880

Изобретение относится к силовым полупроводниковым приборам и биполярным интегральным схемам. Изобретение обеспечивает повышение быстродействия, уменьшение энергетических потерь при переключении, упрощение технологии изготовления. Интегральная схема силового биполярно-полевого транзистора реализуется с использованием оригинальной функционально-интегрированной конструкции интегральной схемы, в которой функционально совмещены сильнолегированная область базы биполярного транзистора и исток и сток полевого транзистора, затвор полевого транзистора и область коллектора биполярного транзистора. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Мощный свч-транзистор // 2615313

Использование: для создания мощного СВЧ-транзистора. Сущность изобретения заключается в том, что мощный СВЧ-транзистор включает керамический корпус с металлическим фланцем и двумя полосковыми выводами на бортиках керамической структуры, один или несколько параллельно включенных транзисторных кристаллов, кристаллы конденсаторов внутренних согласующих цепей, несколько рядов соединительных проволочных проводников, соединяющих контактные площадки на кристаллах транзистора и кристаллах конденсаторов между собой и с входными и выходными выводами транзистора, при том, что фланец выполняет функцию общего электрода транзистора, а между каждым из пары в ряду основных соединительных проводников размещены экранирующие проводники, при этом внутри керамической структуры корпуса размещена металлическая рамка с вертикальными стенками, снизу соединенная с фланцем корпуса, а сверху имеющая уровень несколько ниже уровня выводов транзистора для присоединения верхних концов упомянутых экранирующих проводников, нижние концы экранирующих проводников присоединены непосредственно к фланцу корпуса вблизи кристалла транзистора. Технический результат: обеспечение возможности расширения полосы рабочих частот и повышения эксплуатационной устойчивости. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.