Особенности отжига радиационных дефектов в БЗП кремнии

Известно, что радиационная обработка кремния, в том числе релятивистскими электронами, позволяет контролируемо увеличивать удельное электросопротивление материала (ρ). Но вместе с этим резко падает объемное время жизни неравновесных носителей заряда (τ), причем этот процесс начинается с меньших доз облучения, что зачастую неприемлемо для создания приборных структур. В ряде случаев, например для создания детекторов ионизирующих излучений, необходимо сочетание максимально высоких ρ и τ. Термические отжиги позволяют восстановить величины ρ и τ, но происходит это в разных температурных интервалах, причем восстановление ρ происходит при существенно меньших температурах, чем τ. Известно, что в процессах термических отжигов пластин после РТП наблюдали рост удельного электросопротивления и появление термоакцепторов, однако при этом информация об изменениях τ отсутствовала.

В работе исследовалась пластина МК кремния n типа, выращенного методом БЗП с удельным сопротивлением 994±3 Ом·см. Диаметр пластины (60±2) мм, толщина – (2±0,1) мм. Число точек измерения – 81. Было исследовано распределение электрофизических параметров в исходной пластине, а также после облучения быстрыми электронами с энергией 6 МэВ и после изохронного (1 час) термического отжига при температурах 100°С, 125°С, 170°С, 250°С и 300°С.

При отжиге при температуре 100°С началось частичное восстановление (снижение) УЭС, после отжига при температуре 170°С УЭС практически восстановилось до исходных значений, но неоднородность распределения УЭС увеличилось.

Из полученных зависимостей были рассчитаны энергии активации отжига РД, влияющих на УЭС. Энергия активации УЭС изменяется в интервале (0,3–0,7) эВ.

Корреляция энергии активации и исходной величины УЭС практически отсутствует.