Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смирнов Л.С. -> "Легирование полупроводников методом ядерных реакций" -> 27

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 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 76 >> Следующая


Получение переходов обычным методом, т. е. путем термо] диффузии примесей при высоких температурах, сопровождав ется уменьшением времени жизни носителей заряда и другй] ми нежелательными эффектами. Ядерное легирование имееп определенные преимущества, обусловленные, во-первых, боле« низкими температурами формирования переходов даже в слу] чае, когда переход образуется только после отжига радиаци] онных дефектов (например, в 81 — после отжига при 700—800°С)| Во-вторых, ядерный метод позволяет, в принципе, получат! переход любой формы, определяемой профилем защиты, а так] же на, заданной глубине оГ —'---------------—

1

2.7. ВОЗМОЖНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ р — »-ПЕРЕХОДОВ МЕТОДОМ ЯДЕРНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

66

1
¦у

Экспериментально радиационным способом р «-переходы получены и для Ие [21, 39], однако, как указывалось, по ядёрно-физическим свойствам наиболее подходит для радиационного модифицирования кремний, применительно к которому в настоящее время не только известны общие принципы радиационного получения р — «-переходов, но и проанализированы возможности реализации ЭТИХ принципов В Рис. 2.9. Схема получе-

ния р —- п-пе рехода в цилиндрическом образце полупроводника, помещенного в изотропный поток пейтропов.

технологии изготовления полупроводниковых приборов [21, 40—42] и микросхем [39].

Успешная реализация возможности получения электронно-дырочных переходов в реальных полупроводниковых приборах зависит от того, насколько можно на практике воспроизвести те условия облучения, которые теоретически необходимы для образования перехода. К этим условиям относятся эффективность защиты (экранирования) части кристалла от легирования, характер направленности пучка нейтронов, его энергетический состав и т. д. Поэтому необходимо изучить влияние всех этих факторов на эффективность ядерного легирования при использовании каждого конкретного источника излучения и доступных средств экранирования.

Приводим общую схему анализа оптимальных условий получения электронно-дырочных переходов методом ядерного легирования применительно к кремнию [43]. Качественно аналогичное обсуждение для плоских образцов см. в работе [40].

Пусть облучению изотропным потоком нейтронов подвергается цилиндрический образец диаметром 2г через кольцевую щель шириной'2А в цилиндрической защите толщиной Я, окружающей образец (рис, 2.9). Если х — расстояние от поверхности образца до точки, в которой происходит ядерная реакция с образованием легирующей примеси, а 6 — угол между осью х и направлением движения нейтрона, попавшего в кольцевую щель, то

б =« агс1ц к/(Н + х). (2.43)

Для упрощения вычислений найдем ослабление потока нейтронов в середине щели на оси образца (точка 0 на рис. 2.9) при условии, что материал защиты полностью непрозрачен, а образец — полностью прозрачен для нейтронов. Для этого случая возможные значения угла заключены в интервале от 0 до 6Я = Ы{Н г г). .. . •

Если в области расположения образца число нейтронов в единице объема равно п и имеет место максвелловское распре-

5*

т
деление их скоростей V, то в сферической системе координат плотность потока нейтронов ейр, имеющих скорости в диапазоне между V и V + длз, можно записать в виде (см., например, [44] 1

d(p

3/2

п

іїкт) ехР I “ ~2W ) р3 sin (2.44)

Mv

П

тдв Мп масса нейтрона, а Т — температура.

О бозначив через срщ и ф соответственно интегральную плотность потока нейтронов, попадающих в точку 0 образца через щель защиты и при отсутствии защиты, получим коэффициент -ослабления, определяющий коллимирующее влияние щели:

• оо ЗЛ Я/2+Aq Iqq 2Д я

? = фщ/ф = J J j dtp [ j f dcp = sin б0.

«=0 е=л/2-б0 '

(2.45)

о о

С целью получения достаточно резкого перехода необходимо «применение узкой щели, что соответствует малым значениям o В этом случае

. ? ~ h(H + г) ас h(II -j- х). (2.46)

Поскольку в природе не существует материалов, абсолютно непрозрачных для нейтронов, определенное количество нейтронов будет проходить сквозь защиту и легировать защищенную часть полупроводника. Поэтому если обозначить через N концентрацию акцепторных примесей в исходном материале р-типа, а через С на и С3 соответственно число образовавшихся легирующих примесей в единице объема незащищенной и защищенной частей образца, то конечные значения концентрации носителей в п- и p-областях перехода составляют

,, Nn — Снз IVа; Np—Na — С3. (2.47) ¦

Отсюда следует, что для образования р—^-перехода необходимо выполнение условия

I = CjCm < 1. (2.48)

Для учета реального энергетического состава потока нейтронов будем считать, что материал защиты уменьшает в со раз суммарный поток нейтронов из-за поглощения нейтронов с ; энергией ниже некоторого порогового значения (в случае защиты из кадмия со — так называемое кадмиевое отношение). Тогда для дальнейшего анализа удобно представить величину в виде

С-пг — Ci -f- С2 + Cs, (2.-49)

где Cl и C'a“ число донорных легирующих примесей в незащи-щенной^ части образца, образовавшихся в результате ядерных реакций на нейтронах с энергией соответственно выше и ниже
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed