CC BY
28
При облучении в кристаллах генерируются первичные РД - пары Френкеля. Часть из них исчезает в результате взаимной аннигиляции. Разделившиеся компоненты пар Френкеля способны мигрировать в объеме кристалла и взаимодействовать с другими дефектами е образованием более сложных вторичных дефектов. Считается, что повышение концентрации точечных дефектов (препятствующих движению дислокаций) Г10 мере нарастания флюенса должно приводить к монотонному упрочнению кристаллов. Наблюдаемое в эксперименте немонотонное изменение микротвердоети (тем более немонотонное разупрочпение кристаллов ЬіР и №аС!) в условиях низко интенсивно го облучения свидетельствует о более сложном процессе преобразования подсистемы структурных (собственных и радиационных) дефектов. При малодозовом облучении (в наших экспериментах Г < 1,1 -1012 см-2) концентрация генерируемых дефектов меньше концентрации исходных дефектов. В этом случае наблюдаемые изменения свойств следует связывать е модификацией исходных дефектов. Тогда немонотонное изменение Н в условиях
низкоинтенсивного облучения можно связать с многостадийным процессом преобразования имеющихся в кристалле дислокационных стопоров.
Таким образом, обнаружено нелинейное во времени изменение микротвердоети кристаллов КО, N301 и ЫР. индуцируемое действием бета-облучения с интенсивностью /= 10° см 2с 1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тстсмшум ЛИ . Метк'.чена Ю /I . /!зон АЮ. /I Письма в ЖТФ 2004. Т. 30. № II. С. 128.
2. Гшовин Ю Н., ,1мшнрш'«скки А.1 . Иуыппш П.А.. ( \чкони /!Ю /V ФТТ. 2004. Т. 46. № 10. С. 1790.
3. Го.кмин Ю.И., Лмитриеяскнй А.А., Карцев <' Н.. Сучкма Н.Ю., Ток>пше« М Ю И Поверхность (В печати)
БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (|рант № 06-02-96321).
Поступила в редакцию 16 октября 2006 г.
КОМБИНИРОВАННОЕ ДЕЙСТВИЕ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ, МАГНИТНЫХ И РАДИАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ НА МИКРОТВЕРДОСТЬ 81
А.А. Дмитриевский, В.Є. Иванов
Dmitrievskii A.A., Ivanov V.li. Combined influence of weak electric, magnetic and irradiative fields on SI microhsrdness. The influence of weak electric and magnetic fields on dynamics of the process of subsystem structural defects modification induced by low flux bcla-irradiation is found.
Радиационное дефсктообразование является одним из наиболее широко применяемых методов при формировании электрофизических свойств полупроводниковых материалов (в частности, кремния). При этом важную роль играют характеристики материала (тип и концентрация легирующей примеси), облучения (тип, энергия, плотность потока частиц) и внешних факторов нералиационной природы (температура, при которой происходит облучение, наличие магнитных и электрических полей и др.).
В случае низкоинтенсивного облучения свойства могут изменяться немонотонно но мере нарастания флюенса [К 2]. что затрудняет интерпретацию наблюдаемых эффектов с позиции общепринятых представлений о взаимодействии заряженных частиц с веществом. Большинство радиационных дефектов (РД) кремния являются парамагнитными и кроме гою могут находиться в различных зарядовых состояниях. Внешние электрические и магнитные поля, очевидно, способны оказывать определенное влияние на эффективность протекания квазихимических реакций между компонентами вторичных РД и. как следствие, на конечные свойства кристалла в целом.
Отсутствие информации о процессе преобразования структурных дефектов кремния в условиях индивидуального действия низкоинтенсивного ионизирующего облучения, а также действия облучения, комби-
нированного с внешними факторами нерадиациопной природы, определяет цель настоящей работы.
В экспер и ментах использовались образцы кремния, легированные фосфором, имеющие форму пластин с линейными размерами 1*4x7 мм’. Использовались два источника бета-частиц на основе с интенсив-
ностью потока /, = ЭТО6 см“2с 1 и /2 = І05 см 2с“' соответственно. Экспозиция образцов в электрическом поле (011) осуществлялась с помощью плоского конденсатора, одна из обкладок которого была выполнена в виде мелкой сетки (размер ячейки 0,5 мм), через которую осуществлялось облучение. Напряженность электрического поля Е варьировалась в интервале от 0 до 450 В/см. Индукция магнитного поля (МП) в зазоре между полюсами постоянною магнита (в месте, где экспонировался образец) В = 0,28 Тл. Тестирование микротвердости // но Виккерсу на плоскости (111) осуществляли на микротвердомере ІІМТ-3.
Экспозиция образцов в поле бета-частиц с /] и /2 и отсутствие 011 и МП сопровождается немонотонным изменением микротвердоети (рис. 1а и 1с соответственно). Качественный вид зависимости микротвердо-сти от времени облучения совпадает с данными [2]. В работе 131 показана возможность влияния внешнего 011 на эффективность разделения компонент пар Френкеля. Большинство радиационных дефектов обладаю! парамагнитными свойствами. В соот ветствии с этим
Tim е U h 4 6
10
Time t4 h 300 400
700
<л
с-
v
S
'S
я
0 100 200
Time /, h
300 400
Time U h
500 600
700
Рис. 1. Зависимость микротвсрдости от времени индивидуального облучения с интенсивностью /, _ 3 ' !()6 см '2с_| (а) и /2 = 10' см “м 1 (с) и комбинированного с ЭП (Ь) и МП (d). Пунктирные линии соответствуют условию экспозиции обратив в 011 (Ь) и МП (d) без облучения
естественно предположить, что ЭП и МП могут оказывать влияние на эффективность формирования тех или иных вторичных РД. в частности комплексов, ответственных за наблюдаемое разупрочнение. Обнаружено, что «наложение» электрического поля напряженностью Е = 450 В/см приводит к пятидесяти процентному увеличению времени облучения т. при котором наблюдается первый максимум разупрочнения (рис. 1Ь). Характерное время появления второго максимума разупрочнения не изменяется.
Обнаружено, что «наложение» МП приводит к заметному «замедлению» процесса разупрочнения 81, индуцируемого бега-облучением (рис. 1с1). Обращает на себя внимание гот факт, что «задержка» всех стадий (первое разупрочнение, промежуточное восстановление микротвердости к исходному значению и повторное разупрочнение) бста-стимулированного изменения /У в условиях «наложенного» МП составляет одну и ту же величину (А/ = 100 ч). Из этого следует, что МП
повышает радиационную стойкость но отношению к бета-стимулированному преобразованию подсистемы структурных дефектов R основном при флюенсах F<3-10iocm 2.
ЛИТЕРАТУРА
1. (iokm (},, Rahmovich !■'. htherg A.. Axelevitch A., Oksman М.. Rosenwaks К. Kozlovsky A., RtMcoitu Raila^i М., Svulman А.. Croitom N- Н Microelectronics Reliability. 1999, № 39. Н 1497.
2. I'tutxmii Ю.И., Дмитриевский А Л., Пушнин И.А., Сучкова Н.Ю. /У ФТТ 2004. Т 46. № 10. С. 1790.
3. Милевский.Ч.С., Гарных B.C. //ФТП. 1979. Т. 13, № 7. С. 1369.
БЛАГОДАРНОСТИ: Работа была выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант Ху 06-02-96321).
Поступила в редакцию 16 октября 2006 г.
