Влияние примеси германия на радиационную стойкость кремния с высокой концентрацией кислорода

Abstract

Исследована радиационная стойкость образцов n-Si, выращенных методом Чохральского (Сz), с примесью германия (NGe=2•10²⁰ cм⁻³) и без нее после облучения быстрыми нейтронами. Обнаружено, что введение германия повышает радиационную стойкость n-Si. Показано, что отжиг кластеров дефектов связан с аннигиляцией вакансионного типа дефектов в кластерах с межузельными дефектами. Определены энергия миграции и частотный фактор димежузлия (Е₁=0,74 эВ; n₁=3,5•10⁶ с⁻¹), межузельного атома (Е₂=0,91 эВ; n₂=7•10⁶ с⁻¹), а также вакансии кремния (Еv=0,8 эВ; v=1•10⁷ с⁻¹). Наблюдался g-радиационный отжиг нейтронно-облученных образцов Cz-Si n-типа.

Досліджено радіаційну стійкість зразків n-Si, вирощених за методом Чохральського (Сz), з домішкою германію (NGe=2•10²⁰ cм⁻³) та без неї після опромінення швидкими нейтронами. Знайдено, що введення германію підвищує радіаційну стійкість n-Si приблизно в сім разів. Показано, що відпал кластерів дефектів пов'язаний з анігіляцією вакансійного типу дефектів у кластерах з міжвузловими дефектами. Визначено енергію міграції та частотний фактор диміжвузля (Е₁=0,74 еВ; n₁=3,5•10⁶ с⁻¹), міжвузлового атому (Е₂=0,91 еВ; n₂=7•10⁷ с⁻¹), а також вакансії кремнію (Еv =0,8 еВ; n=1•10⁷ с⁻¹). Розглянуто g-радіаційний відпал нейтронно-опромінених зразків Cz-Si n-типу.

The radiation hardness of Czochralski grown (Cz) n-type silicon samples, doped by germanium (NGe=2•10²⁰ cm⁻³) and without that, was investigated after irradiaton by fast neutrons. It was found that the introduction of germanium leaded to the increase of n-Si radiation hardness by a factor of 7. It was shown that the annealing of defect clusters is caused by the annihilation of vacancy type defects in clusters with interstitial defects. The migration energy and the frequency factor for di-interstitial (Е₁=0.74 eV; n₁=3.5•10⁶ s⁻¹), for silicon interstitial atom (Е₂=0.91 eV; n₂=7•10⁷ s⁻¹) and for vacancy (Еv =0.8 eV; n=1•10⁷ s⁻¹) were determined. The annealing of neutron-irradiated n-type Cz-Si by gamma irradiation was observed.