Моделирование и исследование бетавольтаического эффекта на кремниевых PIN структурах

• Автор: Пчелинцева, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Г лава 1 Радиационно-стимулированная генерация тока на основе альфа- и бета-источников

1.1 Радиационно-стимулированная генерация тока на основе а-источников

1.2 Радиационно-стимулированная генерация тока на основе 3Н

1.3 Радиационно-стимулированная генерация тока на основе 33Б

1.4 Радиационно-стимулированная генерация тока на основе 63№

1.5 Влияние альфа и бета излучения на свойства кремниевых структур

Выводы по главе

Г лава 2 Методика проведения экспериментов

2.1 Измерение вольт-амперных характеристик

2.2 Измерение вольт-фарадных характеристик

2.3 Измерение времени жизни носителей заряда
2.4 Измерение вольт-амперных характеристик при моноэнергетическом электронном облучении и бета-облучении
2.5 Определение активности бета-источника
2.6 Определение структурных особенностей опытных образцов
Г лава 3 Исследование генерации тока при моноэнергетическом электронном облучении
3.1 Характеристики опытных образцов
3.2 Результаты исследования структурных особенностей опытных образцов50
3.3 Исследование скорости генерации при моноэнергетическом электронном облучении
Выводы по главе
Г лава 4 Моделирование генерации носителей в ОПЗ при электронном облучении
4.1 Функция генерации носителей заряда
4.2 Аналитическое решение уравнения непрерывности
4.3 Численное решение уравнения непрерывности
Выводы по главе
Г лава 5 Моделирование и исследование генерации носителей от бета-источника на основе изотопа 63№
5.1 Выбор бета-источников для исследования бетавольтаического эффекта
5.2 Моделирование бетавольтаического эффекта на основе изотопа 63№
5.3 Экспериментальное исследование бетавольтаического эффекта с применением изотопа 63№
5.4 Влияние зарядки на бетавольтаический эффект с использование радионуклида 63№
Выводы по главе
Список литературы
Приложение №1

Перечень используемых сокращений
МЭМС - микроэлектромеханические системы
ОПЗ - область пространственного заряда
ЭДС - электродвижущая сила сила
КПД - коэффициент полезного действия
ЭДК - эмиттер-диэлектрик-коллектор
РТЭГ - радиоизотопный термоэлектрический генератор
ПММА - полиметилметакрилат
РД - радиационный дефект
ВАХ - вольт-амперная характеристика
ВФХ - вольт-фарадная характеристика
ОДС - отрицательное дифференциальное сопротивление

представлений и механизмов. Так, в [54] было обнаружено обратимое разупрочнении монокристаллов кремния, инициируемое потоком бета-частиц малой интенсивности (I < 106см 2-с_|). Оно выражалось в понижении микротвердости Н на начальных стадиях облучения (до 10%) и последующем восстановлении до исходного значения вне зависимости от того, продолжалось или прекращалось облучение после достижения экстремума Н. Особое внимание привлекают две особенности обнаруженного в работе [53] эффекта. Во-первых, немонотонность зависимости микротвердости от флюенса свидетельствует о сложном характере процесса преобразования подсистемы структурных (собственных и радиационных) дефектов. Во-вторых, при столь малом флюенсе (максимум разупрочнения наблюдался при Б = 3-1010 см-2) концентрация генерируемых РД на несколько порядков величины была меньше исходной концентрации дефектов (легирующая и фоновая примесь) и, тем не менее, влияла на механические свойства 81.
Объяснения того, как генерация РД в концентрациях, недостаточных для изменения проводимости [54], может заметно отражаться на величине Н, к настоящему моменту не найдено. Остается открытым вопрос о типе РД, ответственных за изменения Н. Помимо спектроскопических методов исследования состояния подсистемы структурных дефектов (чувствительность которых может оказаться недостаточной для выявления РД в столь малых концентрациях) определенную информацию о структуре комплексов РД может нести зависимость скорости изменения радиационночувствительных физических свойств от интенсивности облучения, а также температура, при которой происходит отжиг РД [51].
Поскольку процесс модификации подсистемы структурных дефектов может оказаться многостадийным, о чем свидетельствует немонотонное во времени изменение Н [53], исследования, направленные на выявление зависимости скорости изменения микротвердости от интенсивности,
целесообразно проводить на ранней стадии облучения. В работе [56]