Ядерна фізика та енергетика Nuclear Physics and Atomic Energy   ISSN: 1818-331X (Print), 2074-0565 (Online)   Publisher: Institute for Nuclear Research of the National Academy of Sciences of Ukraine   Languages: Ukrainian, English   Periodicity: 4 times per year   Open access peer reviewed journal

Full text (ua)

V. M. Babych¹, A. P. Dolgolenko², Ja. M. Olikh¹, M. D. Tymochko<sup>1

1</sup>V. E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
²Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Abstract: The effect of the ultrasonic (US) processing in regime (f_US = 8 MHz, W_US = 2 W/cm², t ≈ 10⁴ s) on the transformation of radiation defects (RDs) in γ-irradiated (D = 10⁸ and 10⁹ rad) in Chochralski-grown n-type silicon single crystals (9.5 · 10¹⁷ см^-3) has been studied. The changes of the temperature dependence (100–300 К) of concentration n(T) and mobility μ(T) of charge carriers after γ-irradiated (irreversible changes) and US processing (reverse) has been exposed. Energy positions of the defect levels E_аⁱ and their concentrations N_aⁱ from the theoretical computations were determined. Possibility of aсoustostimulated transformation of definite RDs (divacancies V₂^-, E_a¹ = (Е_с - 0.424 еВ), modified А-center (V - O), E_a² = (Е_с - 0.205 еВ) and complex that can contain nitrogen (? + N), E_a³ = (Е_с - 0.19 еВ)) by means of change of configuration, structure and recharge for example two-dimensional energy configuration-coordinate model is considered.

1. Подолян А. А., Хиврич В. И. Влияние ультразвука на отжиг радиационных дефектов в кремнии при комнатных температурах. Письма в ЖТФ 31 (2005) 11.

2. Olikh Ja. M., Olikh O. Ja. Active ultrasound effects and their future usage in sensor electronics. Сенсорна електроніка і мікросистемні технології 1 (2004) 19. https://doi.org/10.18524/1815-7459.2004.1.111805

3. Конозенко И. Д., Семенюк А. К., Хиврич В. И. Радиационные эффекты в кремнии (Київ: Наук. думка, 1974) 200 c.

4. Мукашев Б. Н., Абдуллин Х. А., Горелкинский Ю. В. Метастабильные и бистабильные дефекты в кремнии. Успехи физ. наук 170 (2000) 143.

5. Воскобойников В. В., Синица С. П. Омические контакты к кремнию. Приборы и техника эксперимента 4 (1967) 247.

6. Зеегер К. Физика полупроводников. Пер. с англ. под ред. Ю. К. Пожелы (Москва: Мир, 1977) 615 с.

7. Долголенко А. П., Литовченко П. Г., Варенцов М. Д., Гайдар Г. П. Энергетическое положение в запрещенной зоне n-Si бистабильного дефекта (C_iC_s)⁰ в "В" конфигурации. Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. 4 (2003) 63. https://jnpae.kinr.kyiv.ua/04.1/Articles_PDF/jnpae-2003-04-1-063.pdf

8. Бабич В. М., Блецкан Н. И., Венгер Е. Ф. Кислород в монокристаллах кремния (Київ: Інтерпрес ЛТД, 1997) 240 с.

9. Бабич В. М., Баран М. П., Кириця В. Л. та ін. Розсіювання носіїв струму у відпалених кристалах кремнію, вирощених за методом Чохральського. Укр. фіз. журнал 39 (1994) 481.

10. Неустроев Е. П., Смагулова С. А., Антонова И. В., Сафронов Л. Н. Формирование электрически активных центров в кремнии, облученном электронами, в интервале температур 400 - 700 °С. Физика и техника полупроводников 38 (2004) 791.

11. Brosious P. R. Defects and Radiation Effects in Semi-conductors, Nice-1978 (Bristol-London, Inst. of Phys. 1979) No. 46, p. 248.

12. Баранский П. И., Громашевский В. Л., Дякин В. В. и др. Перестройка центров рассеяния носителей тока в Si под действием ультразвука. Тез. докл. XIII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квант. акустике, 8 - 10 окт. 1986 г., Черновцы (Київ, 1986) Ч. 2, c. 33.

13. Tokumaru Y., Okushi H., Masui T., Abe Y. Deep Levels Associated with Nitrogen in Silicon. Jpn. J. Appl. Phys. 21 (1982) L443. https://doi.org/10.1143/JJAP.21.L443

14. Asghar M., Zafar Iqbal M., Zafar N. Characterization of deep levels introduced by alpha radiation in n-type silicon. J. Appl. Phys. 73 (1993) 3698. https://doi.org/10.1063/1.352930

15. Moll M., Fretwurst E., Kuhnke M., Lindström G. Relation between microscopic defects and macroscopic changes in silicon detector properties after hadron irradiation. Nucl. Instr. and Meth. B 186 (2002) 100. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(01)00866-7

16. Asom M. T., Benton J. L., Sauer R., Kimerling L. C. Interstitial defect reactions in silicon. Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 256. https://doi.org/10.1063/1.98465

17. Абдуллин Х. А., Мукашев Б. Н., Тамендаров М. Ф. и др. Исследование радиационных дефектов в p-Si методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней. Физика и техника полупроводников 24 (1990) 391.

18. Jellison G. E. Transient capacitance studies of an electron trap at E_C - E_T = 0.105 eV in phosphorus-doped silicon. J. Appl. Phys. 53 (1982) 5715. https://doi.org/10.1063/1.331459

19. Мурин Л. И., Маркевич В. П., Медведева И. Ф., Dobaczewski L. Бистабильность и электрическая активность комплекса вакансия-два атома кислорода в кремнии. Физика и техника полупроводников 40 (2006) 1316.