Зависимость кинетики изменения микротвердости монокристаллов кремния от интенсивности облучения Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЗАВИСИМОСТЬ КИНЕТИКИ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ

© А.А. Дмитриевский, Н.Ю. Сучкова, Е.В. Репкова

Изменение свойств полупроводниковых приборов, инициируемое действием радиационного облучения, является, несомненно, важной проблемой, обусловленной их применением в различных условиях, в том числе и при повышенном радиационном фоне. С другой стороны, введение радиационных дефектов позволяет в широких пределах селективно изменять физические характеристики полупроводников. В частности, в [1] показано, что при воздействии на монокристаллы кремния малых доз бета-облучения наблюдается немонотонное изменение микротвердости.

Цель настоящей работы заключалась в выявлении кинетических особенностей изменения микротвердости монокристаллов кремния в зависимости от интенсивности облучения.

В экспериментах исследовались монокристаллы кремния, выращенные бестигельным методом. Образцы облучались бета-частицами от радиоактивных источников на основе 9^г + 9^ (средняя энергия эмитируемых электронов составляла 0,20 MeV для 9^г и 0,93 MeV для 9^). Интенсивность - 11 = 7-104 см-2с-1, 12 = 7-105 см-2с-1, 13 = 106 см-2с-1. Максимальный флю-енс не превышал значения 1012 см-2. Тестирование микротвердости Н по Виккерсу осуществляли на микротвердомере ПМТ-3 на воздухе при комнатной температуре.

Было обнаружено, что, независимо от интенсивности облучения, микротвердость с течением времени испытывает немонотонные изменения. Времена, характеризующие максимальные изменения микротвердости хг>г, обратно пропорциональны интенсивности облучения (рис. 1а). Поскольку величина микротвердости монокристаллов кремния определяется состоянием подсистемы неравновесных точечных дефектов, то появление пиков на зависимости микротвердости от времени облучения должно отождествляться с переходом дефектной подсистемы в определенное состояние, которому бы предшествовало накопление определенного количества первичных радиационных дефектов (пар Френкеля). С учетом сказанного, при разных интенсивностях облучения пики разупрочнения должны возникать при разных хг>г, но при одинаковых флюен-сах. Однако, как видно из рис. 1б, флюенсы, при которых наблюдаются соответствующие пики разупрочнения, не одинаковы для разных интенсивностей облучения. Следовательно, кинетика бета-стимулированных изменений микротвердости монокристаллов кремния зависит и от времени облучения, и от интенсивности облучения.

0 2 4 6 8 10 12

1-л а6 -2 -1

,10 ст 8

а)

^ Ю11 ст2 Ц 10 ° ст'2

5 у 4

-■3,5 -■3 ”2,5 ■2

■■1,5 -■ 1 -■0,5

-1 -I-----1-----1------1-----1-------1----1- 0

0 2 4 6 8 10 12

1,10* стV

б)

Рис. 1. Зависимость времени облучения (а) и флюенса (б), характеризующих максимальные изменения микротвердости (первый и второй пик соответственно) от интенсивности облучения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Пушнин И.А., Сучкова Н.Ю. Обратимое изменение микротвердости кристаллов Si, вызванное малыми дозами облучения электронами // ФТТ. 2004. Т. 40. № 10. С. 1790-1792.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке программы «Университеты России», грант № У.Р.01.01.013, а также РФФИ, грант № 02-02-17571.