Легирование полупроводников методом ядерных реакций - Смирнов Л.С.
Скачать (прямая ссылка):
[341, .. " .. \ '
Обратные ветви вольт-амперных характеристик высоковольтных транзисторов из обычного и ядерно-легированного кремния сравниваются на рис. 4.36, В последнем случае характеристика более жесткая, что свидетельствует об отсутствии структурных нарушений и локальных колебаний удель-
Рис. 4.36. Обратные ветви водът-амперных характеристик транзисторов, изготовленных из ядерно-легированного (4) и обычного
(2) кремния.
* 1 Рис. 4.37. Запорные характеристики тиристора на 4,5 кВ, л изготовленного из ядерпо-легн- ,1 рованного кремния, ири комнат- | ной температуре и при 120СС 1
[62].
иого сопротивления, в районе которых возникают неоднород- | ности электрического поля 161]. При этом параметры приборов, || изготовленных из ЯЛК, оказывается более термостабильными, '4 чем аналогичные параметры приборов, созданных из обычного материала (рис. 4.37). Последнее еще раз демонстрирует су- > щественнъте преимущества ЯЛК поред обычным [34, 62].
Таким образом, наиболее перспективным материалом для :: производства силовых приборов с большой активной площадью, выдерживающим большие обратные напряжения, является ц кремний, легированный с помощью метода ядерных пре-¦§ вращений. |
Еще более перспективным обещает стать применение ЯЛК в производстве микроэлектронных приборов, больших и сверх- | больших интегральных схем, где жестки требования к однородности материала на всей пластине и недопустимы малейшие локальные флуктуации. К сожалению, применение ЯЛК в микроэлектронике только начинается, и пока нет достаточного опыта для обобщений.
Известно, что каждый атом донора в полупроводнике поставляет один электрон в зону проводимости. Концентрацию носителей тока можно определить с достаточной степенью точности из соотношения
где і—¦ постоянная Холла; п — концентрация носителей
4.8. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЯДЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ДЛЯ ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ
Измерение плотности потока медленных нейтронов
(4.13)
Результаты измерении канале реактора ВВР-ц
Таблица 4.9
потока медленных нейтронов в экспериментальном по эффекту Холла в кремнии и по методу актива-
Номер образца До облучения Заданный интегральный ПОТОК Нейтро--2 нов, см После облучения Поток нейтронов ф, —2—1 см -с
тип носителей тока концентрация носителей — 3 тока, см тип носителей тока концентрация ' носителей —3 тока, см по эффекту Холла по методу фольг .
1 V 3,5-10« 5,0-1017 п 8,0-10« 6,2-10« 6,2-10«
2 V 2,6-10« 5,0-10« 11 8,0-10« 6,2-10« 6,2-10«
3 Р 1,2-10« 1,3 -1018 п 2,1 Л0Ч 6,1-10« 6,2-10«
4 V 1,3-10« 1,3-10« п 2,1-10« 6,1 -Ю13 6,2-10«
5 V 1,2-10« 2,0-10« п 1,4-1015 6,2-10« 6,2-10«
6 V 1,2-10« 2,0-1019 г 1,4-10« 6,2-10«. 6,2-10«
«Г:
/
тока* е — заряд электрона; ± используется в зависимости от типа носителей; г — константа. Из опыта определяют постоянную Холла [351. Учитывая (4.13) и (4.2), плотность потока медленных нейтронов найдем из соотношения (2.24). Согласно 163] погрешность определения плотности потока зависит в основном от погрешности измерения величины Вх и составляет не более 10%. Основной осложняющий фактор при определении потока по этому способу - радиационные дефекты в ™УПро-водниках, которые перед^ измерениями постоянной Холла
следует отжечь (см. гл. 3). „
Результаты измерений плотности потока медленных Н^ТР°‘ нов в одном из экспериментальных каналов реактора 13РР-Ц приведены в табл. 4.6. Для сравнения указаны также данные, полученные методом активации фольг. Из табл. 4 б следует, что " значения потоков медленных нейтронов, вычисленные на основе измерений концентрации фосфора по эффекту Холла для шести различных образцов кремния и известного времени облучения, хорошо согласуются между собой, а также со значением потока, полученным методом активации Фол„ьг*
В настоящее время промышленность выпускает целый р ^д полупроводниковых материалов, в которые, как и в кремнии, используя метод ядерных превращении, можно донорные или акцепторные примеси. Поэтому имеется возмож ность подобрать соответствующий полупроводник ДЛЯ ДОоИМС^ рии в широких пределах нейтронного потока, а также потока заряженных частиц и тормозного у излучения. ;
12 Заказ 777
У • ¦ ¦ ¦
169
Одно из достоинств описываемого метода измерения поток#* частиц состоит в том, что дозиметрическая информация в образцах сохраняется неопределенно долго. В некоторых сду*1 чаях этот фактор приобретает' принципиальное значение, например, когда другим способом необходимую информацию,'' приходится получать при измерении наведенной активности короткоживущих изотопов, а.также когда требуется повторно’ воспроизвести эту информацию через любое время после облучения.
Создание эталонных образцов удельного сопротивления
В настоящее время выпускается весьма широкий набор полупроводниковых материалов самых разнообразных типов. Постоянно расширяется круг потребителей полупроводниковых материалов, возрастает международная интеграция и кооперация в области полупроводникового приборостроения и производства исходного материала. В связи с этим большое значение приобретает введение единых средств и методов измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов. Так, для измерения удельного сопротивления монокрис-таллического кремния и оценки качества его по этому параметру преимущественно используется четырехзондовый метод [64]. Для регулярной проверки точности измерения и аттестации четырехзондовых установок необходимы стандартные образцы.
