Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смирнов Л.С. -> "Легирование полупроводников методом ядерных реакций" -> 22

Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.

Смирнов Л.С., Соловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом ядерных реакций: Монография — Новосибирск: Наука, 1981. — 186 c.
Скачать (прямая ссылка): legir.zip
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 76 >> Следующая


Для веществ, имеющих атомы нескольких сортов, ослабление потока излучения можно рассматривать как аддитивное свойство среды. Для учета этого факта представим выражение

(2.25) в виде

/ — /0 ехр ^---^ 7?г^, (2.28)

где р — плотность вещества; р/р — массовый коэффициент ослабления; т — масса столбика вещества сечением 1 см^ и толщиной х. Тогда для сложного вещества

|‘/р = 2с*(7-),' (2-29>

где Сг — весовая концентрация г-го элемента в смеси.

Выражения (2.25)—(2.29) применимы и к случаю ослабления узкого пучка у-квантов. В этом случае линейный коэффициент ослабления определяется (см. [3]) суммой вкладов от

фото- и комптонэффекта, а также от процесса образования электрон-позитронных пар, т. е.

1/р = л?(Оф + нк + Опар ), (2.30)

где <Гф , ок, Опар — сечения указанных процессов взаимодействия у-квантов с веществом в расчете на один атом.

Эффективность поглощения нейтронов и у-лучей различными полупроводниковыми материалами при одностороннем облучении отражена в табл. 2.7. Значения [х/р и соответствующие значения 1п и 1у вычислены с использованием, выражения (2.29), сведений о сечениях поглощения нейтронов [5] и экстраполяции данных [3] о массовых коэффициентах поглощения у-излучения для некоторых элементов. Значения 1У относятся к энергии у-квантов в 20—30 МэВ, выбранной исходя из того, что ^она превышает пороговую энергию фотоядерных (у, тг)-реакций для всех ядер, представленных в табл. 2.4 и 2.7.

, В табл. 2.7 приведены также известные данные о величинах Ь 35], полученные для Ое и 81 с учетом сечений поглощения сгп и рассеяния сгр, имеющих значения си = 2,45 ± 0,2 барна, Ор — 3 ± 1 барн для Се и сгп = 0,16 ± 0,02 барна, ор —

54
Таблица 2.7

Эффективность ослабления нейтронов и у-излучения различными полупроводниковыми материалами

Для медленных нейтронов Для V-луней с ?=20— 30 МэВ
Материал Р, г/см® 1 п ь , 2, — 1 1 . см
Исг, см СМ Ц/Р, см /г д, см
в! 2,42 0;008 125,0 22,2 0,024 0,058 17,2
Ое 5,46 0,25 4,0 4,7 0,039 0,213 4,7
ОаАэ 5,4 0,36 2,8 0,039 0,210 4,8
ьвь 5,78 7,0 0,14 — 0,052 0,391 3,3
4,82 115,0 0,01 — 0,045 0,217 4,6

=1,7±0,3 барна для 81. К сожалению, нет данных о величине Ь для других полупроводниковых соединений, поэтому прямое сравнение Ц и Ь возможно только для Ое и в!, но об общей тенденции можно судить и по величине 1р.

Сравнение приведенных в табл. 2.7 данных показывает, что для нейтронов по мере возрастания поглощающей способности от 81 к СбЭ резко уменьшается толщина слоя полупроводниковых материалов, в пределах которого распределение примесей можно считать однородным. При этом в Э! естественная неоднородность легирования, обусловленная поглощением и рассеянием нейтронов, оказывается малой и для реальных слитков диаметром 50 мм не превышает 1% [25], а для кристалла диаметром 80 мм отношение концентраций примесей в центре (Сапп) и Н;а периферии (Стаз:) СЛИТКа составляет Спйп/Стах — ~ 0,956 [26]. .

Представляет интерес оценка равномерности легирования в зависимости от неоднородности распределения примесей в исходном материале и от равномерности введения примесей в процессе легирования. Если обозначить коэффициенты однородности распределения примесей в исходном (Си) и легированном (Сл) материале через — С™/Си ах и ?л = С™'1П/СЛ‘ак, то степень легирования характеризуется отношением Ол =

- СТ*/СТП. В табл 2.8 приведены значения gn, характеризующие однородность распределения примесей (Р31) в кремнии в зависимости от ди и Эти данные не учитывают дополнительную неоднородность, возникающую из-за неоднородности пучка нейтронов, в котором оказывается легируемый кристалл. Поэтому создание условий для равномерного облучения легируемого объема кристалла — главная задача на пути получения кремния с однородным распределением фосфора (см. далее). Для других, полупроводников получить однородно легированные кристаллы диаметром в несколько сантиметров практически нельзя, но можно говорить о легировании пластин, вырезанных из соответствующих кристаллов.

' ¦ ' 55
. . Таблица 2.8

Коэффициент однородности распределения примесей в легированном кремнии в зависимости от однородности исходного материала (?и)

и степени легирования

{1 Значения
л 0,1 . 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1 од 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0, 0,8 0,9
2 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0.95
э 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,92 0,94 0.96 0,98
7 0,87 .0,89 0,90 0,01 0.93 0,94 0,96 0,97 0.99
10 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99
20 0,955 0,96 0,965 0,97 0.975 0,98 0,985 0.99 0,995
50 0,98 0,98 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,996 0,998
100 0,991 0,992 0,993 0,994 0,995 0,996 0,997 0,998 0,999

Дополнительные возможности открывает использование фо-тоядерных реакций с толки зрения расширения ассортимента вводимых примесей и более высокой однородности облучения материалов, слабо прозрачных для нейтронов. Как видно' из табл. 2.7, при сравнении с нейтронами (Ь) естественная неоднородность облучения у-квантами (1У) оказывается примерно одинаковой для и Се и существенно меньшей для других материалов.
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed