Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
«мертвом слое» вблизи поверхности детектора. Как видно из данных рис. 6.30, «мертвый слой» не обнаруживается а-частицами с достаточным пробегом после поглотителя, равным 8,5 мкм, что свидетельствует о достаточно высоком электрическом поле на этих глубинах и о том, что для детектора с толщиной золотого слоя в 20 мг/см2 эффект «окна» мал, а изменением его в результате облучения можно пренебречь.
С, пФ/лш3
Vs
о\
го
1
I ю
I
I
¦/
1,0
о,в о,в
0,4
0,2
Ч'
о
а)
4 В Ф, 109рад
б)
Ф,Ю9раЗ
Гис. 6.28. Влияние облучения гамма-квантами 6"Со на энергетическое разрешение (а), относительную амплитуду импульсов (б), емкость (в) поверхностно-барьерных детекторов, облучавшихся с золотыми контактами (крестики) и изготовленных из предварительно облученного Si (квадратики); I = 3300 рад/с, Г = 350 К [87].
Энергетическое разрешение может зависеть от флуктуации числа свободных пар носителей и от эффективности их собирания. По мнению авторов [87, 146J, первый фактор оказывает незначительное влияние, в то время как эффективность собирания носителей существенно
230
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
зависит от локальной неоднородности времени жизни носителей и наблюдаемые изменения детекторов (см. рис. 6.28) связапы с ухудшением эффективности собирания носителей заряда, обусловленным появлением неоднородности распределения центров рекомбинации вдоль трека а-частиц.
Сравнительные исследования детекторов, облученных рентгеновскими квантами пли гамма-лучами, устанавливают определяющую роль Au в изменении переходных
параметров золото-кремниевых поверхностно-барьерных детекторов. Объемное проникновение Au в базовую область детектора подтверждается появлением а) границы перехода на торцовой поверхности пластины, б) примесной э.д.с., в) S'-типа вольт-амперных характеристик и г) концентрационного профиля распределения Au.
Изменение диффузионного профиля В при облучении Si электронами с энергией 3,2 и 1,8 МэВ U = 1 мкА/см2, Ф = 10” см-2) было обнаружено в работе Серяпина, Смирнова и др. [93]. Облучение диодов проводилось по схеме рис. 6.31 при температурах, близких к комнатной. В исследованных образцах исходная глубина залегания перехода была от 0,3 до 110 мкм (материал КЭФ, р»
Р/Ро 80 -
р г 4 в
Ф, 10s F
0 2 4 6
Еа,МэВ
Рис. 6.29. Дозовая зависимость удельного сопротивления n-Si, ро=316 Ом ¦ см [87].
Рис. 6.30. Энергетическая зависимость эффективной амплитуды импульсов счета а-частиц: 1) до, 2) после облучения Au-Si детектора гамма-квантами, Ф=2,5 • 109 рад [87].
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ МИГРАЦИЯ АТОМОВ В Si
231
«7,6 Ом-см). После облучения (см. рис. 6.31) диоды отжигались при 700°С в течение 30 мин.
Концентрационное распределение рассчитывалось на основе данных, полученных из измерений проводимости диффузионного слоя четырехзондовым компенсационным методом при последовательном снятии тонких слоев Si. В случае глубоких переходов снятие слоев проводилось химическим травлением. Для мелких переходов слои Si толщиной примерно по 350 А стравливались методом анодного окисления.
На рис. 6.32 приведены концентрационные профилп В в Si до и после облучения
электронами, когда направление пучка электронов совпадает с направлением уменьшения концентрации примеси. При противоположном направлении пучка электронов
р-п-Ы
Рис. 6.31. Схема облучения пластин Si быстрыми электронами: Z) коллиматор, 2) цилиндр Фарадея [93].
Л'д, см3
//в, СМ'
а)
8
Z, Ю'\А
40
80
120 х, лтл/
Рис. 6.32. Концентрационные профили распределения В в Si: 1) для не-облученной части, 2) для облученной части образца. Начальная глубина залегания границы перехода а) 1,1 мкм и б) 105 мкм [93].
смещения концентрационного профиля не наблюдается. Для образцов с различной глубиной залегания р — M-перехода по мере уменьшения глубины его залегания величина, на которую смещался при облучении профиль, умень-
232
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Таблица 6.4
Смещение р — гс-перехода в кремнии после облучения [93]
Исходная Изменение глу
глубина, мкм бины, мкм
105 11 + 1
85 8+1
G 0,16+0,02
1,1 0,037+0,003
0,3 0+0,003
шалась (см. рис. 6.32; табл. 6.4). Таким образом, авторами [93] обнаружен направленный перенос атомов В в Si при воздействии электронов.
Наблюдаемый эффект объяснен возрастанием концентрации междоузельного В (не связанного в комплексы) в результате выталкивания его из узла междоузель-ным атомом Si. Междоузельный В увлекается в направлении электронного пучка «ветром» колебаний решетки, возбуждаемых бомбардирующими частицами. Перемещение В по междоузлиям происходит до тех пор, пока он не займет новое место в узле решетки [151].
