Вплив домішок на радіаційну стійкість монокристалічного кремнію

Abstract

Методом ІЧ-спектроскопії досліджено спектри поглинання монокристалічного кремнію з домішкою германію (≤0,7 ат. %) після опромінення нейтронами реактора флюенсами 5·10¹⁶ та 5·10¹⁹ нейтр./см². Показано, що наявність домішки германію підвищує радіаційну стійкість Cz-кремнію до утворення таких дефектів, як дивакансії. Методом вибіркового травлення досліджено структуру кремнію з вмістом домішки германію від 0 до 14 ат. %. Установлено, що рівномірність у розподілі ростових дефектів (дислокацій) зберігається при концентрації германію ≤1 ат. % і його однорідному розподілі вздовж зливку кремнію, що дало змогу розробити на основі такого матеріалу спектрометричні детектори ядерних випромінювань. Великі концентрації германію погіршують однорідність його розподілу в кремнії.

Методом ИК-спектроскопии исследованы спектры поглощения монокристаллического кремния с примесью германия (Ge ≤ 0,7 ат. %) после облучения нейтронами реактора флюенсами 5·10¹⁶ и 5·10¹⁹ нейтр./см². Показано, что присутствие германия повышает радиационную стойкость Cz-кремния к образованию таких дефектов, как дивакансии. Методом избирательного травления изучена структура кремния с содержанием германия от 0 до 14 ат. %. Показано, что равномерность в распределении дефектов (дислокаций) сохраняется при содержании германия ≤ 1 ат. % и его однородном распределении по слитку, что позволило разработать на основе такого материала спектроскопические детекторы ядерных излучений. Большие концентрации германия ухудшают однородность его распределения в кремнии.

Infrared absorption spectra of the Silicon single-crystals with the Germanium impurity (Ge ≤ 0,7 at. %) after the irradiation by the reactor neutron fluences of 5·10¹⁶ and 5·10¹⁹ n/cm² are measured. It was shown that the Germanium impurity increases the radiation harness of Cz-Silicon to the formation of such radiation defects as divacancies. Silicon structure with the content of the Germanium from 0 to 14 at. % was studied by the selective etching method. It was shown that the uniformity of the defect (dislo-cation) distribution is maintained at small Germanium content ≤1 at. % and its homogeneous distribution within the ingot. On the base of such material the spectrometrical detectors of nuclear radiation have been produced. High Germanium concentration deteriorate the homogeneity of its distribution in Silicon.