Механізми впливу температури на накопичення радіаційних дефектів. Особливості впливу радіаційних дефектів на рекомбінаційні властивості опроміненного кремнію. Взаємодія вибитого радіацією міжвузловинного атома з акустичними та оптичними фононами.
Аннотация к работе
Деякі з них є електрично-зарядженими, тому їх накопичення призводить до змін електрофізичних властивостей кремнію й, відповідно, до деградації параметрів приладів на його основі. Тому, потреба підвищення радіаційної стійкості приладів на основі кремнію обумовлює необхідність вивчення особливостей утворення радіаційних дефектів (РД) та їх вплив на властивості кремнію. Відомо, що перший залежить від температури, але щодо механізму впливу цього фактора не існує одностайної думки. Попередні уявлення про роль температури кристала в радіаційному дефектоутворенні коротко можна звести до наступного: · При зростанні температури зменшується ймовірність прямої анігіляції компонентів пар Френкеля, що сприяє їх комплексоутворенню з атомами домішок. Метою даної роботи було встановити механізми формування та еволюції радіаційних дефектів у кремнії при опроміненні електронами з енергією 1 МЕВ у діапазоні температур 100-450 °С.Проте існуючі уявлення про механізми комплексного впливу температури та опромінення на радіаційне дефектоутворення мають неповний, а нерідко і суперечливий характер. На цій основі сформульована постановка задачі дослідження: дослідити механізми формування, еволюції та накопичення радіаційних дефектів у кремнії при опроміненні електронами з енергією 1 МЕВ в діапазоні температур 100-450 °С; визначено конкретні експериментальні завдання. Зразки опромінювали g-квантами 60Со на установці MPX-g-25M при 30 0С дозою Ф=4,16?1015 см-2 при інтенсивності Jg=2?1011 g-квантів/см2 і 1 МЕВ електронами при 20-450 °С дозами Ф=1?1013 - 3?1016 см-2 , Je=3?1011 - 5?1013 електрон/см2 на лінійному прискорювачі електронів “Аргус”. У третьому розділі “Роль процесів генерації та відпалу в накопиченні радіаційних дефектів при високотемпературному опроміненні” представлено результати впливу одночасної та послідовної радіаційно-термічної обробки на концентрації вільних носіїв заряду в n-Si, дозові залежності концентрації комплексів кисень-вакансія (А-центр) при різних умовах накопичення та відпалу. В цьому полягає відмінність опромінення при високій температурі від послідовної дії опромінення при КТ та відпалу при температурі ВО, де концентрація А-центрів прямує до нуля із збільшенням часу обробки.У роботі експериментально встановлено та теоретично описано температурну залежність кінетики утворення та накопичення радіаційних дефектів при електронному опроміненні. Експериментально встановлено характер температурної залежності ефективності генерації вільних вакансій (LV) в інтервалі температур від 125 до 630 К при електронному опроміненні n-Si. Показано, що збільшення температури призводить до зменшення ефективності генерації первинних радіаційних дефектів внаслідок додаткового гальмування вибитих «гарячих» атомів акустичними та оптичними фононами. Експериментально виявлено можливість накопичення вторинних РД при температурах, вищих за температуру повного відпалу. Експериментально встановлено, що причиною «негативного» відпалу часу життя нерівноважних носіїв заряду є утворення комплексу V2O.
План
Основний зміст роботи
Вывод
У роботі експериментально встановлено та теоретично описано температурну залежність кінетики утворення та накопичення радіаційних дефектів при електронному опроміненні. Експериментально вивчено характер еволюції рекомбінаційних властивостей РД при їх трансформації з первинних у третинні.
1. Експериментально встановлено характер температурної залежності ефективності генерації вільних вакансій (LV) в інтервалі температур від 125 до 630 К при електронному опроміненні n-Si. Виявлено, що величина LV зростає до 300 К, а при подальшому підвищенні температури має тенденцію до насичення.
2. Показано, що збільшення температури призводить до зменшення ефективності генерації первинних радіаційних дефектів внаслідок додаткового гальмування вибитих «гарячих» атомів акустичними та оптичними фононами.
3. Експериментально виявлено можливість накопичення вторинних РД при температурах, вищих за температуру повного відпалу. Встановлено, що кінетика накопичення вторинних РД при високотемпературному опроміненні визначається ефективністю відпалу, в той час як ефективність утворення є незмінною.
4. Показано, що радіація здатна прискорювати відпал комплексів кисень-вакансія внаслідок іонізації кристала.
5. Експериментально встановлено, що причиною «негативного» відпалу часу життя нерівноважних носіїв заряду є утворення комплексу V2O. Він визначає рекомбінаційні властивості кремнію завдяки більшій заселеності електронами, ніж VO.
Основні результати дисертації викладено в публікаціях
1. Неймаш В.Б. Дослідження ємнісними методами n-кремнію, опроміненого електронами при 450 ОС / Неймаш В.Б., Красько М.М., Крайчинський А.М., Колосюк А.Г., Войтович В.В., Сімоен Е., Дж.-М. Рафі, Клайз К., Верслюз Дж., Клоз П. // УФЖ. - 2004. - Т. 49, №8 - C. 781 - 786.
2. Красько М.М. Про природу “негативного” відпалу часу життя нерівноважних носіїв заряду в опроміненому n-Si / Красько М.М., Крайчинський А.М., Неймаш В.Б., Колосюк А.Г., Шпінар Л.І. // УФЖ. - 2007. - Т. 52, №2 - C. 165 - 169.
3. Колосюк А.Г. Вплив температури на дефектоутворення в n-Si при електронному опроміненні / Колосюк А.Г., Крайчинський А.М., Красько М.М., Неймаш В.Б., Войтович В.В. , Поварчук В.Ю., Кабалдін О.М. // УФЖ. - 2007. - Т. 52, №7 - C. 685 - 689.
4. Колосюк А.Г. Температурна залежність ефективності генерації вакансій в n-Si при опроміненні електронами з енергією 1 МЕВ / Колосюк А.Г., Крайчинський А.М., Красько М.М., Неймаш В.Б., Рогуцький І.С. // Укр. фіз. журн. - 2007. - Т. 52, №9 - C. 869 - 872.